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编号:10249362
大黄素甲醚对沙土鼠脑缺血损伤时肿瘤坏死因子、白介素-1表达的影响
http://www.100md.com 《中国中西医结合急救杂志》 2000年第1期
     作者:苏立凯 王淑仙 代瑞亭 申文增 曹艳霞 崔增学

    单位:河北省职工医学院附属医院,河北 保定 071000

    关键词:大黄素甲醚;肿瘤坏死因子;白介素-1;脑缺血损伤;沙土鼠

    中国中西医结合急救杂志000115摘 要:目的:观察沙土鼠脑缺血组织学变化及肿瘤坏死因子(TNF)、白介素-1(IL-1)不同时间点的变化及大黄素甲醚对TNF和IL-1的影响,探讨大黄素甲醚防治脑缺血性损伤的可能机制。方法:80只雄性蒙古沙土鼠随机分为缺血组及假手术对照组,缺血组又分为大黄素甲醚治疗组及安慰剂组。分别测定各组不同时间点脑组织中TNF、IL-1的含量及观察其组织学变化。结果:缺血组中TNF、IL-1表达分别于1小时和3小时开始显著增加,且随缺血时间延长,其表达迅速增加;而大黄素甲醚治疗组TNF和IL-1增加不明显,组织学中其神经组织变性、坏死及血管炎性反应也明显减轻。结论:缺血脑组织中随组织变性坏死TNF、IL-1表达增加,而大黄素甲醚可减轻缺血性病理损害,这种作用可能是通过抑制TNF、IL-1的过度表达而实现的。
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    分类号:Q786;R364.12 文献标识码:A

    文章编号:1008-9691(2000)01-0046-03

    Influences of rhubarb on expression of tumor necrosis factor and interleukin-1 in cerebral ischemic injury of gerbil

    SU Li-kai,WANG Shu-xian,DAI Rui-ting,et al

    (Affiliated Hospital,Hebei Postgraduate Medical College,Baoding 071000)

    Abstract:Objective:To observe the changes in histology of cerebral ischemia and tumor necrosis factor(TNF) as well as interleukin-1(IL-1) in different time-points to investigate the influences of rhubarb on TNF and IL-1 and research the possible mechanisms of rhubarb action on prevent and gerbil cerebral ischemic injury.Methods:The male gerbils germ line were randomly divided into ischemic group and false operation control group,otherwise the ischemic group was divided into treated group with rhubarb and placebo group.The contents of TNF and IL-1 in cerebral tissues at different times were detected and the histologic variations were observed.Results:In ischemic group the expressions of TNF and IL-1 begun to increase significant at 1 hour and 3 hours and following the prolongation of ischemic time they were rapidly increased but in treated group with rhubarb the increase in TNF and IL-1 was not obvious meanwhile the nerve degeneration,necrosis,and vesculoinflammatory reactions of tissure were also attenuated markedly.Conclusions:In ischemic cerebral tissues following the histologic degeneration the expressions of TNF and IL-1 are increased while rhubarb is able to attenuate ischemic pathologic injury.This actions are possibly revealed via inhibition of exccesive expression of TNF and IL-1.
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    Key words:rhubarb;TNF;IL-1;cerebral ischemic injury;gerbil▲

    近年来随着脑缺血病理过程的深入研究,对缺血早期炎症反应及其损伤有了较为清楚的认识[1,2],在炎性细胞反应之前有介导炎性反应的细胞因子——前炎性细胞因子的表达,它作为趋化因子,促使白细胞由血管内向缺血区脑组织迁移,加重脑组织损伤。这些前炎性细胞因子中肿瘤坏死因子(TNF)、白介素1(IL-1)起着很重要的作用[3]。而应用细胞因子拮抗剂又可减少缺血后脑组织损伤[4]。本研究观察了大黄素甲醚对沙土鼠脑缺血的TNF、IL-1的不同时间点变化的影响,探讨大黄素甲醚对脑缺血性损伤的可能作用机制。

    1 材料与方法

    1.1 实验动物及分组:健康成年雄性蒙古沙土鼠80只,鼠龄10~12个月,体重90~120 g,由中国医科院流行病研究所提供,统一用鼠标准饲料喂养(河北医科大学提供)。随机分为假手术对照组(20只)和缺血组(60只),其中缺血组又分为缺血后30分钟,1、3、6、12和24小时6组(各10只),缺血组60只又分为大黄素甲醚治疗组(36只)和安慰剂组(24只)。
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    1.2 动物模型制作:用20%乌拉坦(0.8 g/kg)腹腔注射麻醉,正中切口分离出颈外静脉及两侧颈总动脉。治疗组给10%大黄素甲醚(河北职工医学院中药教研组提供)按10 mg/kg颈外静脉缓慢注射,安慰剂组给等量生理盐水注射,30分钟后结扎两侧颈总动脉造成前缺血。分别于手术后30分钟,1、3、6、12和24小时断头处死。于0 ℃条件下分离前脑,放于液态氮中30分钟,-70 ℃(冰箱保存)待测。假手术对照组动物分离两侧颈总动脉后,分别于30分钟、1、3、6、12和24小时断头处死。

    1.3 标本制作:将脑组织按w∶v=1∶5加入0.1 mol/L 醋酸煮沸10分钟,用超声匀浆机4 ℃条件下匀浆,离心(4 500 r/min)15分钟,上清液置于-20 ℃保存待测。TNF及IL-1测定用GC1200 γ放射免疫计数器(中国科技大学中佳光电仪器公司产)测定,放免药盒由北京东亚免疫技术研究所提供,操作严格按说明书进行。

    1.4 组织形态学观察:2组动物均取材于右侧前脑作常规脱水,石蜡包埋切片,厚度为5 μm,HE染色,光镜下观察及摄像。
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    1.5 统计学方法:数据均用《中国医学百科全书医学统计学》统计软件包(第2版)(PMES Version 2.1)进行处理。计量资料多组间比较先进行方差齐性检验,方差齐者进行方差分析(成组设计),两两比较采用q检验(NewmanKeuls法);方差不齐者进行成组设计秩和检验(KruskalWallis法),两两比较采用t检验(Wilcoxon法)。P<0.05为差异有统计学意义。

    2 结 果

    2.1 IL-1变化:假手术对照组有少量IL-1表达,各时间点之间无差异,安慰剂组3小时IL-1增高明显,与假手术对照组比较有显著性差异,24小时增高更趋显著。大黄素甲醚治疗组在缺血12小时IL-1有明显减低,与安慰剂组有显著性差异。见表1。

    表1 各组不同时间点IL-1表达() μg/L 组别
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    动物数

    (只)

    实验后时间(h)

    0.5

    1

    3

    6

    12

    24

    假手术对照组

    18

    0.072±0.012

    0.076±0.006
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    0.054±0.010

    0.083±0.011

    0.070±0.007

    0.063±0.013

    安慰剂组

    24

    0.086±0.017

    0.105±0.032

    0.220±0.010#*

    0.200±0.050

    0.172±0.032
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    0.252±0.012#*

    大黄素甲醚治疗组

    36

    0.092±0.012

    0.095±0.080

    0.182±0.110

    0.210±0.050

    0.182±0.010

    0.125±0.072

    注:与假手术对照组比较:P<0.01;与大黄素甲醚治疗组比较:*P<0.05
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    2.2 TNF的变化:假手术对照组有少量TNF表达,而安慰剂组于实验后1小时TNF开始增加,与假手术对照组比较差异显著(P<0.01),并随缺血时间的延长,TNF迅速增加,于24小时达高峰。大黄素甲醚治疗组于实验后1小时TNF即下降,并且与安慰剂组比较有显著性差异(P<0.05),见表2。

    表2 各组不同时间点TNF的表达() μg/L 组别

    动物数

    (只)

    实验后时间(h)

    0.5

    1

    3
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    6

    12

    24

    假手术对照组

    18

    0.262±0.039

    0.226±0.014

    0.110±0.009

    0.300±0.120

    0.196±0.060

    0.284±0.131

    安慰剂组
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    24

    0.342±0.133

    0.686±0.220#*

    0.772±0.186

    0.956±0.311#*

    1.045±0.259#*

    1.980±0.185#*

    大黄素甲醚治疗组

    36

    0.418±0.126
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    0.317±0.112

    0.550±0.160

    0.401±0.125

    0.351±0.390

    0.722±0.219

    注:与假手术对照组比较:P<0.01;与大黄素甲醚治疗组比较:*P<0.05

    2.3 光镜下组织形态变化:安慰剂组于12小时显示脑组织变性坏死程度较重,神经元变性坏死,胶质细胞呈空泡样变性,可见血管内有明显的白细胞聚集及附壁现象,血管周围亦有明显白细胞浸润。大黄素甲醚治疗组仅有少量神经元变性坏死及胶质细胞空泡样变,血管内的细胞聚集较少。

    3 讨 论
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    近年研究发现,白细胞不但在脑梗死的组织修复阶段起作用,而且脑缺血的早期即出现,使缺血向不可逆的梗死方向发展。每一步骤都受前炎性细胞因子的调节,多种细胞因子作为启动因素引起脑缺血损伤。本研究也证实缺血脑组织中不但血管内有大量白细胞聚集和粘附,而且梗死区内及周围亦有大量白细胞浸润。白细胞到达缺血区是多步骤过程,每个步骤都受前炎性细胞因子的调节,脑缺血时这些因子过度表达如IL-1、TNFα是促使白细胞在微血管中大量聚集和粘附的重要因子[4,5]。本研究也提示沙土鼠脑缺血后1小时TNF开始升高,于24小时达高峰。IL-1于缺血后3小时开始升高,随缺血时间延长,IL-1浓度也迅速升高。这与组织学改变中所见缺血脑组织随时间延长神经元性坏死,脑胶质细胞空泡变性及逐渐严重相吻合,均提示TNF、IL-1在缺血损伤过程中可能起关键作用。有研究认为TNF、IL-1来源于缺血神经元、星形细胞和小胶质细胞[5]。IL-1和TNF的过量表达可能通过以下途径损伤神经组织[6,7]:①IL-1β可使磷脂酶A2增多,膜磷脂过度降解,直接引起细胞膜损伤;②使血液中血栓素A2(TXA2)活性增加、血管舒张因子下降和ET增加而导致血管收缩,加重脑缺血;③TNF既能诱导内皮细胞产生凝血活性,引发血小板激活因子(PAF)、TXA2增加,又可抑制内皮细胞抗凝血蛋白C旁路辅助因子的活性,使内皮细胞表面形成促凝状态,加重血栓形成;④TNFα、IL-1β可使脑局部产生兴奋性氨基酸增多,并可作用于多种炎性细胞诱导一氧化氮合成酶激活,一氧化氮合成增加,从而加重对神经系统的毒性作用。在局部脑缺血造成的缺血性神经元中有TNFmRNA及蛋白的表达,炎症细胞浸润后出现的蛋白表达可进一步促进缺血性脑组织的损伤,可能增加局部梗死的敏感性和危险性[8]。最近Yamasaki等[9]报道大脑中动脉闭塞和再灌注模型中,脑室内给予外源性重组人IL-1β可引起梗死灶扩大,脑水含量增加,梗死区白细胞浸润及对血管内皮粘附增加,应用抗IL-1β中和抗体或IL-1β阻滞剂原叶啉锌侧脑室内注射,可阻断IL-1β活性,从而降低梗死后脑水含量,减少脑梗死面积,提示对抗其毒性作用可减轻脑缺血损伤。Hara等[10,11]也证明抑制IL-1β转换酶能通过干扰IL-1β合成和(或)抑制缺血神经元凋亡减轻缺血性损伤。本组研究发现,在应用大黄素甲醚后其缺血脑组织中IL-1、TNF均显著降低,从组织学观察所见,应用大黄素甲醚后缺血区神经变性坏死及脑胶质空泡变性也明显减轻,微血管内白细胞聚集、附壁现象及血管周围的白细胞浸润也明显减少,说明大黄素甲醚可有效抑制IL-1、TNF的产生及表达,从而有效地阻止了前炎性细胞因子过量表达及其生物学作用的发挥,减少白细胞向缺血脑组织的浸润,从而减少脑缺血性炎性损伤。总之,IL-1、TNF在脑缺血时表达增加,共同介导缺血早期脑组织的炎性反应,参与缺血性损伤。早期应用大黄素甲醚可减少缺血性脑组织损伤,而这种作用可能是通过抑制缺血脑组织内IL-1、TNF的过度表达来实现的。
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    作者简介:苏立凯(1962-),男(汉族),副主任医师。

    参考文献:

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    [8]Liu T,Clark R,Yong P R.tumor necrosis factor in ischemic neurons.Stroke,1994,25:1481.

    [9]Yamasaki Y,Metsuura N,Shozuhara H,et al.Interleukin1 as a pathogenetic midiator of ischemic brain dagmage in rats.Stroke,1995,26(4):676-680.

    [10]Hara H,Friedlander R M,Gagliardini V,et al.Inhibition of interleukin 1 bata converting enzyme family proteases reduces ischemic and excitotoxic neuronol damage.Proc Natl Acad Sci USA,1997,94(5):2007-2012.

    [11]Loddick S A,Mackenzie A,Rothwell N J.An ICE inhibitor ZVAD-DCB attenuates ischemic brain damage in the rat.Neuroreport,1996,7(9):1465-1468.

    收稿日期:1999-10-16

    修稿日期:2000-01-04, 百拇医药