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運(yùn)動(dòng)預(yù)處理結(jié)合電針對(duì)血管性癡呆大鼠海馬小膠質(zhì)細(xì)胞極化及TREM2/DAP12蛋白表達(dá)的影響

2025-07-01 00:00:00陳盼謝紫薇李娜黃超飛張泓陽慶軍鄒瑩潔袁思譚潔
關(guān)鍵詞:海馬

[摘要]目的觀察運(yùn)動(dòng)預(yù)處理結(jié)合電針對(duì)血管性癡呆(VD)大鼠海馬小膠質(zhì)細(xì)胞極化、髓系細(xì)胞觸發(fā)受體2(TREM2)/銜接蛋白DNAX激活蛋白12(DAP12)的影響,探討運(yùn)動(dòng)預(yù)處理結(jié)合電針改善VD大鼠認(rèn)知功能的可能機(jī)制。方法將90只雄性SD大鼠隨機(jī)均分為非運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組和運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組,非運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組又均分為假手術(shù)組(Sham組)、模型組(Model組)和電針組(EA組),運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組又均分為運(yùn)動(dòng)預(yù)處理假手術(shù)組(EP-Sham組)、運(yùn)動(dòng)預(yù)處理模型組(EP-Model組)和運(yùn)動(dòng)預(yù)處理電針組(EP-EA組),每組15只。運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組所有大鼠在造模前行不負(fù)重游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練4周,每周5d,每天 30min Model組EP-Model組EA組和EP-EA組通過雙側(cè)頸總動(dòng)脈永久性雙重結(jié)扎法制備VD模型,Sham組和EP-Sham組只分離雙側(cè)頸總動(dòng)脈不作結(jié)扎。造模后第7天,EP-EA組和EA組大鼠進(jìn)行為期4周的電針治療(電針百會(huì)、大椎和雙側(cè)腎俞),每周6d,每天 30min 于運(yùn)動(dòng)預(yù)處理前、運(yùn)動(dòng)預(yù)處理后及電針干預(yù)后,采用Momis水迷宮測(cè)試大鼠學(xué)習(xí)記憶能力,羅克沙爾堅(jiān)牢藍(lán)染色觀察大鼠海馬CA1區(qū)髓鞘脫失情況,免疫熒光雙標(biāo)染色法檢測(cè)大鼠海馬CA1區(qū)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、精氨酸酶1(Argl)與離子鈣結(jié)合適配器分子1(Ibal)共表達(dá)水平,Westem blot法檢測(cè)大鼠海馬組織中TREM2、DAP12的表達(dá)水平。結(jié)果與Sham組比較,Model組大鼠平均逃避潛伏期延長(zhǎng)、穿越平臺(tái)次數(shù)減少 (Plt;0.05) ;海馬CA1區(qū)完整髓鞘數(shù)量明顯降低,髓鞘組織海綿狀空泡樣改變嚴(yán)重,小膠質(zhì)細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可見大量髓鞘碎片;髓鞘脫失評(píng)分顯示海馬CA1區(qū)髓鞘脫失增多( Plt;0.05) ;海馬CA1區(qū)中iNOS與小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物Iba1共表達(dá)水平增加( Plt; 0.05),Arg1與小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物Iba1共表達(dá)水平減少( Plt;0.05) ;海馬中TREM2、DAP12蛋白表達(dá)下降 (Plt;0.05) 。與Model組比較,EA組、EP-Model組和EP-EA組大鼠平均逃避潛伏期縮短、穿越平臺(tái)次數(shù)增多( Plt;0.05) ;海馬CA1區(qū)髓鞘較為完整,排列較為整齊和均勻;髓鞘脫失評(píng)分顯示海馬CA1區(qū)髓鞘脫失減少( Plt;0.05) ;海馬CA1區(qū)中iNOS與Ibal共表達(dá)水平減少( Plt;0.05) ,Arg1與Ibal共表達(dá)水平增加 (Plt;0.05) ;海馬中TREM2、DAP12蛋白表達(dá)升高 (Plt;0.05) 。與EP-Model組比較,EP-EA組大鼠平均逃避潛伏期縮短、穿越平臺(tái)次數(shù)增多 Plt;0.05) ;髓鞘脫失評(píng)分顯示海馬CA1區(qū)髓鞘脫失減少 Plt;0.05) ;大鼠海馬CA1區(qū)中iNOS與Ibal共表達(dá)水平減少( Plt;0.05 ),Arg1與Ibal共表達(dá)水平增加 (Plt;0.05) ;海馬中TREM2、DAP12蛋白表達(dá)升高 Plt;0.05 。結(jié)論運(yùn)動(dòng)預(yù)處理結(jié)合電針可改善VD大鼠的學(xué)習(xí)和記憶功能,其機(jī)制可能是通過調(diào)控TREM2、DAP12蛋白表達(dá),促進(jìn)海馬小膠質(zhì)細(xì)胞極化為M2型,增強(qiáng)M2型小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬功能,促進(jìn)髓鞘碎片的清除。

[關(guān)鍵詞]血管性癡呆;小膠質(zhì)細(xì)胞極化;運(yùn)動(dòng)預(yù)處理;電針;髓系細(xì)胞觸發(fā)受體2;銜接蛋白DNAX激活蛋白12

[中圖分類號(hào)]R245.9 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]doi:10.3969/j.issn.1674-070X.2025.06.008

Effects of exercise pretreatment combined with electroacupuncture on microglial polarization and TREM2/DAP12 protein expression in the hippocampus of rats with vascular dementia

CHEN Pan', XIE Ziwei',LI Na', HUANG Chaofei', ZHANG Hong', YANG Qingjun2, ZOU Yingjie', YUAN Si', TAN Jie1*

1.CollegeofAcupunctureMoxibustion-TuinaandRehabilitation,Hunan UniversityofChineseMedicine,Chngsha,Hunan410208,China;2.epartmentofehabilitationXingyaoaiehabilitationHospital,angshaHunanina

[Abstract]Objective To investigate theefects of exercisepretreatment combined with electroacupunctureon hippocampal microglialpolarzatioandtrigeingreeptrexpressdonyeidcells2(EM2DAX-activatigprotin12(DAP12) invascular dementia(VD)ratsandtoexploretheposiblemechanismsbyhichexercisepretreatmentcombiedwithelectroacupunctureimproves cognitivefunctioninVDrats.MethodsNinetymaleSDratswererandomlydividedintonon-exercisepretreatmentgroupand exercise pretreatmentgroup.Thenon-exercisepretreatmentgroupwas furtherdividedintosham-operated group(Sham group),model group,adelectroacupuncturegroup (Egroup).Theexercisepretreatment groupasfurtherdividedintoexercisepretreatmentham operationgroup(EP-hamgoup)exercisepretreatmentoelgropEP-odelgoup)andexecisepretreatmentelectroacctre group(EP-EAgoup),with15ratsineachgroup.Allatsintheexercisepretreatmentgroupweresubjectedtounloadedswiming exercisetrainingfor4wekspriortomodelestablishment,withtrainingbeingconductedfor5dperweekandlasting3Ominutes each day.VDmodelswere establishedinthemodel group,EP-Modelgroup,EAgroup,andEP-EAgroupthrough permanent bilateralcommoncarotidarterydoubleligation,whileinthe ShamgroupandEP-Sham group,onlythebilateralcommoncarotid arteries wereisolatedwithoutligation.Onthe7thdayafter modelestablishment,ratsintheEP-EAgroupandEAgroup were subjected toa4weekcourseofeletroacupuncturetreatment[electroacupunctureat\"Baihui (GVO)\",\"Dazhui(GV4)\",andbilateral \"Shenshu(BL23)\"acupoints],withthetreatmentbeing administered6daweek,3Ominuteseachday.Moris water mazetestwas usedtotestthelearningandmemoryabilitiesofratsbeforeexercisepretreatment,afterexercisepretreatmentandafter electroacupunctureintervention.Luxolfastbluestainingwasusedtoobservethedemyelinationinthe hippcampalCAlregionof therats.Immunofluorescencedoublestainingwasused tomeasuretheco-expresionlevelsofinduciblenitricoxidesynthase NOS)arginase1(Argl),ndedalbidingdapteroecule1(al)inthippocampalCgiooftetste blot wasused tomeasuretheexpresion levelsof TREM2and DAP12inthe hippocampaltissueof theratsResultsCompared withthe Sham group,the model grouprats showed prolonged meanescape latencyanddecreased numberof platformcrossings( Plt; ( 0.05).ThenumberofintactmyelinsheathsinthehipocampalCA1regionsignificantlyreduced,withseverespongifovacular changesinthemyelinsheath tissueandalargeamountof visible myelin debrisinthecytoplasmof microgliaThe myelin los score indicated an increase in myelin loss in the hippocampal CA1 region ( P lt;0.05).The co-expression levels of iNOSand the microglial marker Ibal in the hippocampal CA1 region increased P lt;0.05),while those of Argl and Ibal decreased ( P lt;0.05). The protein expressions of TREM2 and DAP12 in the hippocampus decreased ( P: O.05). Compared with the model group,rats in the EA, EP-Model,andEP-EA groupsshowed shortened mean escape latencyand increased number of platform crossings ( P lt;0.05). The myelinsheathsinthehipocampalCA1regionwererelativelyintact,withcomparativelyregularanduniformarrngementThe myelin loss score indicated a decrease in myelin loss in the hippocampal CA1 region ( P lt;0.05).The co-expression levels of iNOS and Ibal in the hippocampal CA1 region decreased (P lt;0.05),while those of Argl and Ibal increased (P lt;0.05). Theprotein expressions of TREM2 and DAP12 in the hippocampus were elevated P lt;0.05). Compared with the EP-Model group, the EP-EA group rats showed shortened mean escape latency and increased number of platform crossings ( P lt;0.05). The myelin loss score indicated a decrease in myelin loss in the hippocampal CA1 region P lt;0.05). The co-expression levels of iNOS and Ibal in the hippocampal CA1 region decreased ( P lt;0.05),while those of Argl and Ibal increased ( P lt;0.05). The protein expressions of TREM2 and DAP12 in the hippocampus were elevated ( P lt;0.05). Conclusion Exercise pretreatment combined with electroacupuncture can improve learmingand memory functions inVDrats,andtheunderlying mechanismmayinvolveregulatingtheTREM2andDAP12 proteinexpressions,promoting thepolarizationof hippocampalmicrogliatowardtheM2phenotype,enhancingthephagocytic capacity of M2 microglia,and facilitating the clearance of myelin debris.

[Keywords]vasculardementia;microglialpolarization;exercisepretreatment;electroacupuncture;triggeringreceptor expressed on myeloid cells 2; DNAX-activating protein 12

血管性癡呆(vasculardementia,VD)是一種由各種腦血管危險(xiǎn)因素引起的以認(rèn)知障礙和記憶喪失為特征的進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病,在全球癡呆病例中僅次于阿爾茨海默病。目前,對(duì)VD的防治尚無特效處理方式,西醫(yī)治療血管性癡呆缺乏特效藥,現(xiàn)有藥物僅能延緩病情進(jìn)展,且部分患者對(duì)藥物反應(yīng)不佳,還可能產(chǎn)生不良反應(yīng)。隨著腦卒中存活率的不斷提高和人口老齡化的加劇,VD患病率逐年上升,且發(fā)病隱匿,早期不易被發(fā)現(xiàn),其發(fā)生發(fā)展給患者家庭和社會(huì)帶來沉重的負(fù)擔(dān),WHO已將其防治列為21世紀(jì)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域重點(diǎn)研究項(xiàng)目之—[45]。

VD發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,涉及中樞神經(jīng)炎癥、興奮性氨基酸毒性、氧化應(yīng)激等病理改變。其中,慢性腦血流灌注不足后海馬組織缺血缺氧誘發(fā)的神經(jīng)炎癥反應(yīng)已成為VD發(fā)病的關(guān)鍵因素之一。作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的免疫細(xì)胞,小膠質(zhì)細(xì)胞具有介導(dǎo)免疫炎癥反應(yīng)、吞噬凋亡壞死細(xì)胞和髓鞘碎片等功能,在VD中被激活8-]。在特定的環(huán)境或者誘導(dǎo)條件下,小膠質(zhì)細(xì)胞可在M1型和M2型之間進(jìn)行功能切換,M1型對(duì)VD起加劇作用,M2型對(duì)VD起保護(hù)作用[12-13],故促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞由M1型向M2型轉(zhuǎn)化有望成為VD 治療的新靶點(diǎn)。最新的神經(jīng)免疫學(xué)研究顯示,髓系細(xì)胞觸發(fā)受體 2(triggering receptor expressed onmyeloidcells2,TREM2)與銜接蛋白DNAX激活蛋白12(DNAX-activating protein of 12kDa ,DAP12)結(jié)合參與小膠質(zhì)細(xì)胞表型變化、功能改變和吞噬作用等多種病理生理過程,已成為影響VD發(fā)病的重要靶點(diǎn)[14-15]

臨床上,VD目前尚未建立國際認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)化治療方案,但該病卻是癡呆類疾病中唯一可以預(yù)防的類型[4。其預(yù)防和早期干預(yù)具有重要意義,與中醫(yī)學(xué)“治未病\"理念中“未病先防,既病防變\"的思想契合。對(duì)VD病理機(jī)制及治療方法的研究,既往多聚焦于對(duì)VD發(fā)病后的治療,僅體現(xiàn)“既病防變\"的單一階段。而將“未病先防,既病防變”思想貫穿,動(dòng)態(tài)持續(xù)觀察VD演變過程和治療效果,尚未見相關(guān)研究。課題組前期研究發(fā)現(xiàn),電針可通過多種途徑促進(jìn)VD大鼠認(rèn)知功能的恢復(fù),改善學(xué)習(xí)記憶能力;運(yùn)動(dòng)預(yù)處理亦可預(yù)防及延緩VD的發(fā)生發(fā)展[16-20]。但兩者聯(lián)合應(yīng)用對(duì)VD的治療效應(yīng),及與海馬小膠質(zhì)細(xì)胞極化的關(guān)系尚不清楚。本研究旨在觀察運(yùn)動(dòng)預(yù)處理結(jié)合電針對(duì)VD大鼠海馬組織中小膠質(zhì)細(xì)胞極化、TREM2蛋白和DAP12蛋白表達(dá)的影響,探討運(yùn)動(dòng)預(yù)處理結(jié)合電針可能發(fā)揮的腦保護(hù)作用機(jī)制,為VD的臨床防治策略提供一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

6\~8周齡SPF級(jí)雄性SD大鼠90只,體質(zhì)量為180~200g ,購自斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司[許可證號(hào):SCXK(湘)2019-0004],于中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心飼養(yǎng)。室溫 24~26°C ,相對(duì)濕度50%~70% , 12h/12h 明暗交替環(huán)境,自由攝食,適應(yīng)性喂養(yǎng) 3d 將90只大鼠采用隨機(jī)數(shù)字表法均分為非運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組和運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組,運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組進(jìn)行4周無負(fù)重游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練結(jié)束后,將非運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組大鼠隨機(jī)均分為假手術(shù)組(Sham組)模型組(Model組)和電針組(EA組),運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組大鼠隨機(jī)均分為運(yùn)動(dòng)預(yù)處理假手術(shù)組(EP-Sham組)運(yùn)動(dòng)預(yù)處理模型組(EP-Model組)和運(yùn)動(dòng)預(yù)處理電針組(EP-EA組),每組15只。本實(shí)驗(yàn)所有操作均符合中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)倫理學(xué)要求并經(jīng)批準(zhǔn)(審批號(hào):HNUCM21-2310-14)。

1.2 主要試劑及儀器

2% 戊巴比妥鈉(批號(hào):P3761,西格瑪奧德里奇生化科技有限公司);羅克沙爾堅(jiān)牢藍(lán)(luxolfastblue,LBF)染色試劑盒(批號(hào):PKM0320,武漢普美克生物技術(shù)有限公司);一氧化氮合酶(inducibleni-tric oxide synthase,iNOS)抗體、精氨酸酶1(arginase1,Arg1)抗體、離子鈣結(jié)合適配器分子1(ionizedcal-ciumbindingadaptormolecule1,Ibal)抗體、酪氨酸信號(hào)放大熒光染料、DAP12抗體(批號(hào):AF02914、AF01565、AF301643、AFIHC024、AFW14794,艾方生物科技有限公司);TREM2抗體(批號(hào):510482,成都正能生物技術(shù)有限責(zé)任公司); β -actin抗體(批號(hào):66009-1-Ig,武漢三鷹生物技術(shù)有限公司)。

Morris水迷宮系統(tǒng)(型號(hào):MT-200,成都泰盟公司); 0.35mm×13mm 華佗牌悅臻無菌針灸針、華佗牌電針治療儀(型號(hào):平柄針、SDZ-I,蘇州醫(yī)療用品廠有限公司);脫水機(jī)、包埋機(jī)(型號(hào):JT-12P、JB-P5,武漢俊杰電子有限公司);切片機(jī)(型號(hào):JJQ-P3016,上海徠卡儀器有限公司);化學(xué)發(fā)光凝膠成像儀(型號(hào): ChemiDoCXRS+ ,上海伯樂生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品有限公司);超純水儀(型號(hào):ZWM-WLS1-20,美國密理博公司)。

1.3模型制備方法

手術(shù)前禁食 12h 、禁水 4h ,采用雙側(cè)頸總動(dòng)脈永久性雙重結(jié)扎法制備VD大鼠模型[2]。 2% 戊巴比妥 0.3mL/100g 腹腔注射麻醉,麻醉后消毒備皮,先后于頸正中線左右旁開 0.5cm 切口,鈍性分離兩側(cè)頸總動(dòng)脈,以4-0縫合線分別于近心端與遠(yuǎn)心端行雙重結(jié)扎,從中間剪斷,縫合皮膚前在傷口處給予青霉素抗感染。手術(shù)期間動(dòng)作應(yīng)輕柔,避免過分牽拉迷走神經(jīng)而影響呼吸。Sham組分離頸總動(dòng)脈但不結(jié)扎,其余操作與Model組一致。術(shù)中保持無菌環(huán)境并進(jìn)行倫理關(guān)懷,術(shù)后及時(shí)將大鼠置于電熱毯上保持體溫直至蘇醒。術(shù)中或術(shù)后因造模而致大鼠死亡缺失,重新進(jìn)行模型制備補(bǔ)充入組。

成模標(biāo)準(zhǔn):造模4周后,所有大鼠行Morris水迷宮實(shí)驗(yàn),分別計(jì)算出Sham組大鼠逃避潛伏期平均值(A)和Model組大鼠逃避潛伏期平均值(B),算出B與A的差值并與B比較得出比值(C),若 C? 20% ,即為造模成功[1

1.4干預(yù)方法

1.4.1運(yùn)動(dòng)預(yù)處理干預(yù)方法 (1)運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組:造模前,訓(xùn)練大鼠在桶壁光滑的水桶中進(jìn)行無負(fù)重游泳訓(xùn)練,水溫為(31±2) C ,水深超過大鼠身長(zhǎng),游泳訓(xùn)練分為適應(yīng)期和訓(xùn)練期(適應(yīng)期為3d,分別游泳 10,20,30min ;訓(xùn)練期持續(xù)4周,每周5d,每天30min[17,22], ;游泳后,將大鼠用熱風(fēng)機(jī)吹干并放回籠中;在游泳訓(xùn)練期間,嚴(yán)密觀察大鼠游泳狀態(tài)以防溺水并定時(shí)清理水桶中的大鼠糞便。(2)非運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組:造模前,將大鼠放入 5cm 淺水中, 30min 后將大鼠用熱風(fēng)機(jī)吹干并放回籠子中,與運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組相同的時(shí)間和條件飼養(yǎng)。

1.4.2電針干預(yù)方法課題組前期研究顯示,運(yùn)動(dòng)預(yù)處理組VD大鼠造模后3\~7d為腦血流量恢復(fù)高峰期[。因此,造模后第7天開始進(jìn)行電針干預(yù)。EA組和EP-EA組選擇百會(huì)、大椎及雙側(cè)腎俞,定位參考《實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)》23]。大鼠進(jìn)行俯臥位捆綁,四肢固定于鼠板上,針刺穴位消毒,以 0.35mm×13mm 一次性無菌針灸針斜刺百會(huì) 2mm ,直刺大椎 5mm 及雙側(cè)腎俞 3mm 。連通SDZ-Ⅱ型華佗牌電針儀,左腎俞與右腎俞分別與百會(huì)和大椎連接1組電極。刺激參數(shù)為疏密波,頻率 10Hz/50Hz ,以大鼠針刺局部出現(xiàn)輕微抖動(dòng)為宜( 1~2mA )[19-20]。其余組以同等方法抓取、捆綁。各組每次干預(yù) 30min ,每天1次,每周6次,連續(xù)干預(yù)4周。

1.5 觀察方法及檢測(cè)指標(biāo)

1.5.1Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)檢測(cè)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力所有大鼠于運(yùn)動(dòng)預(yù)處理前、運(yùn)動(dòng)預(yù)處理后和電針干預(yù)后采用Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)檢測(cè)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力。在水池正上方安裝小動(dòng)物定位追蹤攝像頭,記錄大鼠游泳軌跡與時(shí)長(zhǎng)。水迷宮實(shí)驗(yàn)分兩個(gè)部分:(1)定位航行試驗(yàn)(5d):每天在固定時(shí)間內(nèi)將大鼠面向池壁按順時(shí)針方向依次從I\~Ⅳ象限中點(diǎn)入水,以 內(nèi)大鼠從入水到在平臺(tái)停留3s的時(shí)間作為逃避潛伏期,若大鼠在 2min 內(nèi)未找到平臺(tái),則人為引導(dǎo)其上平臺(tái)并停留 10s ,則該大鼠的逃避潛伏期為 120s ,以第3\~5天的平均耗時(shí)作為最終逃避潛伏期。(2)空間探索實(shí)驗(yàn)(1d):第6天撤平臺(tái),記錄大鼠 內(nèi)穿越目標(biāo)象限平臺(tái)的次數(shù)。

1.5.2標(biāo)本采集與處理于最后1次Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)檢測(cè)后第2天完成各組大鼠取材。每組隨機(jī)取6只大鼠腹腔注射 2% 戊巴比妥鈉( (0.3mL/100g) 麻醉,于冰上迅速分離并采集雙側(cè)海馬組織,迅速裝入凍存管中,液氮暫存后置于 -80‰ 冰箱低溫保存,用于Westernblot檢測(cè)。另隨機(jī)取3只大鼠經(jīng)腹主動(dòng)脈采血后,迅速斷頭取全腦組織,使用 4% 多聚甲醛進(jìn)行灌注固定,石蠟包埋后進(jìn)行切片(厚度約 4μm ),60°C 烘烤1h備用,用于LBF和免疫熒光雙標(biāo)染色。1.5.3LBF染色檢測(cè)觀察大鼠海馬CA1區(qū)髓鞘脫失水平按LBF染色試劑盒說明書進(jìn)行脫蠟、染色、脫水后封片,置于光學(xué)顯微鏡下觀察海馬CA1區(qū)髓鞘脫失情況。組織切片髓鞘脫失評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)22:0分,未見髓鞘損傷;1分,偶見髓鞘損傷;2分,輕度少量散在分布脫髓鞘改變中度;3分,較大片區(qū)域髓鞘脫落;4分,嚴(yán)重大面積髓鞘受損。

1.5.4免疫熒光雙標(biāo)染色檢測(cè)大鼠海馬CA1區(qū)iN-OS、Arg1與Iba1共表達(dá)水平取上述石蠟?zāi)X切片經(jīng)脫蠟、水化、抗原修復(fù)和封閉后,分別滴加一抗鼠抗iNOS抗體(1:2000)、鼠抗Arg1(1:3000)、兔抗Iba1(1:100),4℃孵育過夜,分別滴加相應(yīng)的二抗。用酪氨酸信號(hào)放大熒光染料進(jìn)行標(biāo)記顯色,在熒光顯微鏡下觀察并采集圖像。

1.5.5Westernblot法檢測(cè)海馬TREM2、DAP12蛋白表達(dá)水平每組隨機(jī)取6只大鼠的海馬組織,加入裂解液及研磨鋼珠于組織勻漿機(jī)中勻漿,于冰上裂解 30min ,離心取上清液,使用BCA試劑盒檢測(cè)蛋白濃度并配制上樣緩沖液,蛋白變性、SDS-PAGE電泳、濕轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)膜, 5% 脫脂奶粉室溫封閉 2h ,一抗4℃冰箱搖床孵育過夜,二抗室溫孵育 2h ,最后利用ECL發(fā)光顯影液在顯影儀上成像。使用ImageJ軟件分析各條帶灰度值,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

運(yùn)用SPSS25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,采用GraphpadPrism10.0進(jìn)行繪圖。符合正態(tài)分布的計(jì)量數(shù)據(jù)用“ ”表示。多組間比較若滿足正態(tài)性和方差齊性采用單因素方差分析,進(jìn)一步兩兩比較用LSD檢驗(yàn);若方差不齊,用TamhaneT2檢驗(yàn);若不符合正態(tài)分布時(shí),采用非參數(shù)檢驗(yàn)Kruskal-Wallis H 檢驗(yàn)。不同時(shí)間點(diǎn)重復(fù)測(cè)量資料若滿足正態(tài)性、方差齊性和球?qū)ΨQ性采用重復(fù)測(cè)量方差分析;若不滿足球?qū)ΨQ性則采用Geenhouse-Geisser法或者Lower-bound法進(jìn)行調(diào)整。均以 Plt;0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1各組大鼠學(xué)習(xí)記憶能力比較

組間比較發(fā)現(xiàn),不同分組之間大鼠的平均逃避潛伏期差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (F=24.11,Plt;0.05) ,不同時(shí)間點(diǎn)的變化趨勢(shì)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (F=5.761,Plt; 0.05),兩者不存在明顯交互作用( F=2.821,Pgt;0.05) ;不同分組之間大鼠的穿越平臺(tái)次數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (F=31.225,Plt;0.05) ,不同時(shí)間點(diǎn)的變化趨勢(shì)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (F=1.649,Pgt;0.05) ,兩者不存在明顯交互作用 F=2.591,Pgt;0.05) 。

運(yùn)動(dòng)預(yù)處理前后,各組大鼠平均逃避潛伏期及穿越平臺(tái)次數(shù)比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義( (Pgt;0.05) 。電針干預(yù)后,與Sham組比較,Model組大鼠平均逃避潛伏期延長(zhǎng)、穿越平臺(tái)次數(shù)減少( (Plt;0.05) 。與EP-Sham組比較,EP-Model組大鼠平均逃避潛伏期延長(zhǎng)、穿越平臺(tái)次數(shù)減少 (Plt;0.05) 。與Model組比較,EA組、EP-Model組和EP-EA組大鼠平均逃避潛伏期縮短、穿越平臺(tái)次數(shù)增多 (Plt;0.05) 。與EP-Model組比較,EP-EA組大鼠平均逃避潛伏期縮短、穿越平臺(tái)次數(shù)增多( Plt;0.05) ,EA組大鼠平均逃避潛伏期、穿越平臺(tái)次數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (Pgt;0.05) 。詳見圖1—3。

2.2各組大鼠海馬CA1區(qū)髓鞘脫失情況比較

Sham組和EP-Sham組髓鞘完整,LFB染色較為均勻且排列緊致;Model組完整髓鞘數(shù)量明顯降低,海馬脫髓鞘表現(xiàn)為藍(lán)色背景下片狀淡染區(qū),其中可見髓鞘組織海綿狀空泡樣改變嚴(yán)重,小膠質(zhì)細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可見大量髓鞘碎片;EP-Model組、EP-EA組和EA組大鼠海馬CA1區(qū)髓鞘較為完整,排列較為整齊和均勻。髓鞘脫失組織學(xué)評(píng)分顯示:與Sham組比較,Model組大鼠海馬CA1區(qū)髓鞘脫失增多( Plt; 0.05);與Model組比較,EA組EP-Model組和EP-EA組大鼠海馬CA1區(qū)髓鞘脫失減少( (Plt;0.05) ;與EP-Sham組比較,EP-Model組大鼠海馬CA1區(qū)髓鞘脫失增多("Plt;0.05)";與EP-Model組比較,EP-EA組大鼠海馬CA1區(qū)髓鞘脫失減少 (Plt;0.05) ,EA組大鼠海馬CA1區(qū)髓鞘脫失差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (Pgt;0.05) 。詳見圖4—5。

圖1各組大鼠不同時(shí)間點(diǎn)Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)逃避潛伏期比較 )

注:與Sham組比較, *Plt;0.05 ;與Model組比較, ?Plt;0.05 ;與 EP-Sham組比較, *Plt;0.05 ;與EP-Model組比較, ΔPlt;0.05, 0

圖2各組大鼠不同時(shí)間點(diǎn)Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)穿越平臺(tái)次數(shù)比較 )
圖3各組大鼠電針干預(yù)后Morris水迷宮運(yùn)動(dòng)軌跡圖 Fig.3Morris water maze movement trajectories of rats ineach group afterelectroacupuncture intervention

2.3各組大鼠海馬CA1區(qū)iNOS、Arg1與Iba1共表 達(dá)水平比較

與Sham組比較,Model組大鼠海馬CA1區(qū)中iNOS與Iba1共表達(dá)水平增加( Plt;0.05) ,Arg1與Ibal共表達(dá)水平減少 (Plt;0.05) 。與Model組比較,EA組、EP-Model組和EP-EA組大鼠海馬CA1區(qū)中iNOS與Iba1共表達(dá)水平減少( Plt;0.05 ),Arg1與Iba1共表達(dá)水平增加( Plt;0.05) 。與EP-Sham組比較,EP-Model組大鼠海馬CA1區(qū)中iNOS與Iba1共表達(dá)水平增加( (Plt;0.05) ),Arg1與Ibal共表達(dá)水平減少( Plt; 0.05)。與EP-Model組比較,EP-EA組大鼠海馬CA1區(qū)中iNOS與Ibal共表達(dá)水平減少( (Plt;0.05) ,Arg1與Iba1共表達(dá)水平增加( (Plt;0.05) ;EA組海馬CA1區(qū)中iNOS與Iba1共表達(dá)水平和Arg1與Iba1共表達(dá)水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義( Pgt;0.05 )。詳見圖6—8。

圖5各組大鼠海馬CA1區(qū)髓鞘脫失半定量組織學(xué)評(píng)分Fig.5Semi-quantitative histological score of myelin loss in hippocampal CA1 region of rats in each group
"注:神經(jīng)髓鞘呈藍(lán)色,背景為淺藍(lán)色或近乎無色,箭頭所指示 小膠質(zhì)細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)的髓鞘碎片。圖6各組大鼠海馬CA1區(qū)iNOS和Iba1免疫熒光雙染色的比較(標(biāo)尺 ) Fig.6Comparison of immunofluorescence double staining for iNOS and Ibal in the hippocampal CA1 region of rats in each group
圖7各組大鼠海馬CA1區(qū)Arg1和Iba1免疫熒光雙染色的比較(標(biāo)尺 =25μm ) Fig.7Comparison of immunofluorescence double staining for Arg1 and Iba1 in the hippocampal CA1 region of rats in each group
圖8各組大鼠海馬CA1區(qū)iNOS、Arg1與Iba1共表達(dá)水平比較

Fig.8Comparison of the co-expression levels of iNOS,Arg1 and Ibal in the hippocampal CA1 region of ratsin each group

注:與Sham組比較, *Plt;0.05 ;與Model組比較, ?Plt;0.05 ;與EP-Sham組比較, *Plt;0.05 ;與EP-Model組比較, ΔPlt;0.05 9

2.4各組大鼠海馬組織TREM2、DAP12蛋白表達(dá)比較

與 Sham組比較,Model組大鼠海馬TREM2、DAP12蛋白表達(dá)下降 (Plt;0.05) 。與EP-Sham組比較,EP-Model組大鼠海馬TREM2、DAP12蛋白表達(dá)下降 (Plt;0.05) 。與Model組比較,EA組、EP-Model組和EP-EA組大鼠海馬TREM2、DAP12蛋白表達(dá)升高 (Plt;0.05) 。與EP-Model組比較,EP-EA組大鼠海馬TREM2、DAP12蛋白表達(dá)升高( Plt;0.05 );EA組大鼠海馬TREM2、DAP12蛋白表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 )。詳見圖9—10。

3討論

VD是由多種腦血管病變?cè)斐傻哪X實(shí)質(zhì)損傷,主要臨床癥狀為學(xué)習(xí)、記憶等認(rèn)知功能減退24,給家庭和社會(huì)帶來巨大的負(fù)擔(dān),成為亟須解決的公共衛(wèi)生問題。作為目前唯一可以預(yù)防的癡呆類型,大量研究表明,有氧運(yùn)動(dòng)可以通過調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、促進(jìn)神經(jīng)再生、抑制氧化應(yīng)激等,改善VD的發(fā)生發(fā)展[I7,25-26]。運(yùn)動(dòng)預(yù)處理是指在疾病發(fā)生前進(jìn)行適度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,激活個(gè)體內(nèi)在自我修復(fù)與適應(yīng)能力,預(yù)防VD大鼠認(rèn)知功能下降,屬于中醫(yī)學(xué)“治未病\"中“未病先防\"的范疇。

圖9各組大鼠海馬組織TREM2、DAP12蛋白條帶圖Fig.9Western blot bands of TREM2 and DAP12 proteinsinthe hippocampal tissue of rats in each group注:A.Sham組;B.Model組;C.EP-Sham組;D.EP-Model組;E.EP-EA組;F.EA組。
圖10各組大鼠海馬TREM2、DAP12蛋白表達(dá)水平比較 (20 Fig.10Comparison of TREM2 and DAP12 protein expresson levels in the hippocampus of rats in each group (x±s, n=6 0 注:與Sham組比較, *Plt;0.05 ;與Model組比較, ?Plt;0.05 ;與EP-Sham組比較, *Plt;0.05 ;與EP-Model組 比較, ΔPlt;0.05 。

臨床治療中,VD屬于中醫(yī)學(xué)“癡呆病\"范疇,針灸是本病主要的中醫(yī)療法,電刺激亦是廣泛應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療方式。已有研究表明,電針具有調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)、抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡和促進(jìn)腦血液循環(huán)等重要作用[27-29]。歷代醫(yī)家認(rèn)為,“病變?cè)谀X,首取督脈”,因而本病多從督脈論治。本課題組結(jié)合臨床療效、文獻(xiàn)研究以及預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以百會(huì)、大椎、腎俞為本研究干預(yù)腧穴。其中,百會(huì)為三陽五會(huì)之所,針刺百會(huì)具有醒神開竅、升陽固脫等效果[30。大椎為諸陽之會(huì),以百會(huì)、大椎相配,具有回陽救逆、疏通氣血、平衡陰陽之效。中醫(yī)理論認(rèn)為,腎藏精,精生髓,髓充腦,VD與腎密切相關(guān),故腎俞為臨床治療VD的常用穴位。針刺百會(huì)、大椎、腎俞能有效抑制腦梗死患者血清中促炎因子的表達(dá),保護(hù)腦組織細(xì)胞,促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)3。前期研究已證實(shí),電針百會(huì)、大椎、腎俞可改善VD大鼠學(xué)習(xí)記憶功能[9-20]。研究發(fā)現(xiàn),VD患者早期電針介入可減少腦缺血損傷,提高患者的認(rèn)知功能3。且課題組前期研究發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)預(yù)處理后的VD大鼠第3\~7天為造模腦血流量恢復(fù)高峰期[1。因此,本研究選取造模后第7天作為電針介入時(shí)間,揭示“治未病\"中“既病防變\"早期介入的重要性。

本研究采用小切口雙側(cè)頸總動(dòng)脈永久性雙重結(jié)扎法制備VD模型,具有生理病理模型穩(wěn)定、手術(shù)死亡率低等特點(diǎn)[2,是較為理想的VD模型。電針干預(yù)后,Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:Model組大鼠平均逃避潛伏期延長(zhǎng)、穿越平臺(tái)次數(shù)減少,提示VD大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力下降,雙側(cè)頸總動(dòng)脈永久性結(jié)扎術(shù)可制定較穩(wěn)定可靠的VD模型,與課題組先前的研究一致[18.21I;EA組、EP-Model組和EP-EA組VD大鼠與Model組大鼠比較,平均逃避潛伏期縮短、穿越平臺(tái)次數(shù)增多,提示電針、運(yùn)動(dòng)預(yù)處理及其兩者聯(lián)合治療均能減輕VD大鼠腦損傷程度,改善其學(xué)習(xí)記憶能力;且與EA組和EP-Model組比較,EP-EA組平均逃避潛伏期縮短、穿越平臺(tái)次數(shù)增多,提示運(yùn)動(dòng)預(yù)處理和電針的治療效果沒有顯著差異,而運(yùn)動(dòng)預(yù)處理聯(lián)合電針治療能明顯改善VD大鼠的認(rèn)知功能,對(duì)VD大鼠腦缺血的保護(hù)作用更加顯著,效果優(yōu)于單純運(yùn)動(dòng)預(yù)處理和單純電針治療。

現(xiàn)代研究表明,在VD中,全腦或局部腦區(qū)長(zhǎng)期慢性低灌注不足會(huì)引起腦屏障功能障礙、脫髓鞘病變、氧化應(yīng)激及神經(jīng)炎癥反應(yīng)等發(fā)生,最終導(dǎo)致神經(jīng)元損害和相應(yīng)的認(rèn)知功能缺損[6,3-34]。研究發(fā)現(xiàn),在VD后小膠質(zhì)細(xì)胞獨(dú)立或與其他神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、炎癥細(xì)胞、其他免疫細(xì)胞配合共同發(fā)揮作用,有望成為VD病理機(jī)制研究及臨床研究的關(guān)鍵突破口之[35-36]。作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要免疫細(xì)胞,小膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)炎癥的關(guān)鍵調(diào)控者[3。慢性腦缺血發(fā)生后,小膠質(zhì)細(xì)胞被激活為兩種表型:M1型小膠質(zhì)細(xì)胞釋放促炎因子,主要發(fā)揮擴(kuò)大神經(jīng)炎癥范圍及加重神經(jīng)組織損傷等神經(jīng)毒性作用,可通過iNOS標(biāo)記;而M2型小膠質(zhì)細(xì)胞通過釋放抑炎因子和腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,抑制神經(jīng)炎癥反應(yīng),發(fā)揮加速神經(jīng)再生修復(fù)等神經(jīng)保護(hù)作用,促進(jìn)神經(jīng)功能的恢復(fù),可通過Arg1標(biāo)記[38-39]。此外,M2型小膠質(zhì)細(xì)胞可聚集于損傷部位,迅速吞噬凋亡的神經(jīng)元及髓鞘碎片,為髓鞘再生提供有利的條件[40]。研究表明,M2型小膠質(zhì)細(xì)胞條件培養(yǎng)基與少突膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)可加快少突膠質(zhì)細(xì)胞的分化,而在缺乏M2型小膠質(zhì)細(xì)胞的培養(yǎng)基中,少突膠質(zhì)細(xì)胞分化減弱[4。因此,M2型小膠質(zhì)細(xì)胞在髓鞘碎片清除及髓鞘分化成熟的過程中扮演重要角色,是髓鞘再生的關(guān)鍵步驟42]。故在慢性腦缺血后適度對(duì)M1型小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行抑制并且促進(jìn)M2型激活,可有效抑制神經(jīng)炎癥、加速髓鞘碎片的清除,從而促進(jìn)認(rèn)知功能的恢復(fù)[7.43-44]。本研究采用免疫熒光雙標(biāo)染色法評(píng)估VD大鼠腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞極化情況,與Model組比較,EA組EP-Model組和EP-EA組VD大鼠海馬CA1區(qū)中iNOS與小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物Iba1共表達(dá)水平減少,Arg1與Iba1共表達(dá)水平增加,提示運(yùn)動(dòng)預(yù)處理、電針及兩者聯(lián)合治療均能促進(jìn)VD模型大鼠海馬小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化,其中運(yùn)動(dòng)預(yù)處理聯(lián)合電針較單純運(yùn)動(dòng)預(yù)處理和單純電針治療更能促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化。LBF染色觀察到VD發(fā)生后,大鼠海馬CA1區(qū)存在明顯髓鞘脫失形態(tài)學(xué)改變,髓鞘組織海綿狀空泡樣改變嚴(yán)重,小膠質(zhì)細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可見大量髓鞘碎片,而EP-Model組、EP-EA組和EA組髓鞘較為完整,排列較為整齊和均勻,提示運(yùn)動(dòng)預(yù)處理、電針及兩者聯(lián)合治療均能促進(jìn)VD大鼠海馬小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化,增加對(duì)髓鞘碎片的清除,改善認(rèn)知功能障礙,且聯(lián)合治療的效果最好。

全基因組關(guān)聯(lián)研究發(fā)現(xiàn),TREM2基因突變是癡呆的主要危險(xiǎn)因素之一[45]。在VD中,TREM2與DAP12相互作用,可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化,誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞向髓鞘碎片遷移,提高其吞噬髓鞘碎片的能力[43.46]。HU等[47研究表明,下調(diào)TREM2的表達(dá)可抑制M2型小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬能力,而增強(qiáng)TREM2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)可恢復(fù)小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬能力。本研究Westernblot結(jié)果顯示,造模后VD模型大鼠海馬中TREM2、DAP12表達(dá)下降,與既往研究結(jié)果一致[48。運(yùn)動(dòng)預(yù)處理、電針及聯(lián)合治療均可上調(diào)VD大鼠海馬組織中TREM2、DAP12蛋白的表達(dá),特別是聯(lián)合治療后,TREM2、DAP12蛋白的表達(dá)較單純運(yùn)動(dòng)預(yù)處理、單純電針治療明顯升高,提示運(yùn)動(dòng)預(yù)處理結(jié)合電針可能通過上調(diào)TREM2、DAP12表達(dá),促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2型,提高其吞噬功能,促進(jìn)髓鞘碎片的清除,進(jìn)而減輕腦損傷。

綜上,運(yùn)動(dòng)預(yù)處理結(jié)合電針可改善VD大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力,其機(jī)制可能是通過上調(diào)機(jī)體TREM2、DAP12蛋白表達(dá),促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞極化為M2型,增強(qiáng)M2型小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬功能,促進(jìn)髓鞘碎片的清除。

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