神奇草药汤剂如何激活大脑修复奇迹?广州中医大学与东莞市中医院联合探析
神奇草药汤剂如何激活大脑修复奇迹?广州中医大学与东莞市中医院联合探析
缺血性中风是一种常见的脑血管疾病,其特点是脑动脉狭窄或阻塞导致大脑供血不足,引发脑组织坏死。目前的治疗手段有限,且成本高昂。近期,广州中医药大学与东莞市中医院联合开展的一项研究,从神经科学的角度揭示了传统中药方剂——补阳还五汤(BYHWD)在治疗缺血性脑卒中方面的独特作用机制。
补阳还五汤的功效与应用
补阳还五汤(BYHWD)具有补气、活血、通络的功效,主要用于治疗中风导致的气虚血瘀证,如半身不遂、口眼歪斜等症状。临床实践中,该方剂常用于脑血管意外后遗症、冠心病、小儿麻痹后遗症的治疗,以及因其他原因导致的偏瘫、截瘫、单侧上肢或下肢无力等气虚血瘀症状。
研究方法与实验设计
研究团队采用改进的缝合技术构建了大鼠MCAO模型,并将实验对象分为对照组、模型组以及不同剂量的BYHWD组(5g/kg、10g/kg、20g/kg)。此外,还建立了稳定可靠的(OGD/R)SH-SY5Y细胞模型,以观察实验结果并进行分析。
BYHWD对MCAO大鼠的影响
体重变化
给药后的第三天,相较于模型组,其他治疗组的体重显示出统计学意义上的显著增长。结果揭示,BYHWD能够有效地提升MCAO大鼠的体重,并有助于其身体的恢复。
图2 BYHWD增强了MCAO大鼠的神经功能
脑梗死体积
TTC染色结果显示,模型组大鼠的脑梗死体积显著增加。经过BYHWD(剂量为10g/kg和20g/kg)处理后,脑梗死体积有显著减少。表明BYHWD能够显著降低MCAO大鼠的脑梗死体积。
病理变化
研究采用HE染色法对组织形态变化进行了评估。结果显示,假手术组脑组织中,皮质和海马区域的神经元形态保持正常。相比之下,模型组的缺血性皮质和海马区域脑组织基质疏松、水肿以及血管周围空间的扩大,特别是在皮质和海马的CA1区域,组织损伤尤为严重。此外,缺血性皮层和海马体中大量神经元丧失,剩余的神经元多数呈现细胞质和细胞核的萎缩。部分神经元无序聚集,出现破裂和肿胀现象。
BYHWD治疗后,缺血性皮质和海马区域中部分神经元的病理状态得到改善,细胞间空间缩小,固缩细胞数量减少。BYHWD(10g/kg和20g/kg)干预后,皮质和海马区域的神经元结构明显得到强化,细胞边界和细胞核的清晰度提高,完整和健康的细胞数量显著增加。进一步证实了BYHWD在减轻缺血再灌注引起的脑损伤方面的有效性。
BYHWD对突触和神经元的影响
突触变化
透射电子显微镜观察结果显示,在假手术组中,皮质区域的神经元细胞核呈现规则的椭圆形轮廓,核膜保持完整。观察到的突触数量较多,形态各异且结构完整,与海马区域的情况相似。然而,MCAO大鼠模型大脑表现出显著的神经元损伤,包括细胞体肿胀、聚集、细胞膜收缩变形以及核膜的不完整性。突触数量明显减少,许多突触结构出现溶解现象,突触轮廓变得不清晰。
药物治疗后,受损的突触显示出明显的恢复迹象,神经元细胞损伤有所减轻,线粒体数量增多。细胞核和小泡变得清晰可见,突触结构相对完整,突触数量显著增加。突触后致密区的厚度显著增加,突触接触的曲率也明显增加(图3B-C)。各组大鼠海马区域突触的超微结构与皮质区域相似。BYHWD显著改善了海马区域突触的损伤,突触后致密区的厚度和突触界面的曲率显著增加(图3E-F)。
图3 BYHWD改善了大鼠皮质和海马区突触的超微结构(n=3)
树突和树突棘形态
Golgi染色法被应用于评估细胞体、树突及树突棘的形态变化(图4A-D)。结果显示,在20-60μm交点处的分布达到峰值,随后逐渐下降。分布图亦揭示,高剂量组的趋势与假手术组极为相似。相较于其他组别,模型组在各距离的交叉值均处于最低水平,这表明BYHWD具有改善树突形态的潜力(图4E-F)。Golgi-Cox染色揭示,脑缺血再灌注后,顶端与基底树突间的交叉点总数显著减少(图4G-H)。BYHWD(10g/kg和20g/kg)干预后,顶端与基底树突交叉的数量显著提升。此外,研究对V层神经元顶端与基底树突分支的总长度进行了测量(图4I-J)。模型组在脑缺血再灌注后,顶端与基底树突分支的总长度显著缩短。然而,BYHWD治疗组的顶端与基底树突分支的总长度显著增加。
同时,研究对每组前额叶皮层的第五层锥体神经元进行了探析。假手术组前额叶Ⅴ层锥体神经元的顶部与底部树突棘数量众多(图4K)。模型组树突棘数量较少,密度显著降低。与模型组相比,BYHWD低、中剂量组前额叶皮层Ⅴ层锥体神经元的顶端树突棘密度有所增加,基底树突棘密度未见显著变化。然而,大剂量BYHWD给药后,大鼠额叶皮层锥体神经元顶部与底部的树突棘密度显著增加。此外,神经元顶端与基底部分的成熟与未成熟树突棘密度亦显著增加(图4L-P)。
图4 BYHWD有效地增加了顶端和基部树突分支长度的总和
神经元凋亡
TUNEL技术被应用于检测神经元的凋亡情况(图5)。TUNEL阳性信号呈现为红色。在假手术组中,TUNEL阳性细胞数量有所减少,仅见少数细胞发生凋亡。相比之下,模型组的TUNEL阳性细胞数量显著上升。然而,在接受BYHWD治疗的组别中,TUNEL阳性神经元的数量明显减少,特别是在10g/kg和20g/kg剂量的BYHWD治疗下。
图5 BYHWD可减少大鼠缺血-再灌注后脑神经元的凋亡(n=3)
结论
总之,BYHWD及其含药血清能够激活cAMP/PKA/CREB信号传导途径,提升MCAO大鼠脑组织或OGD/R细胞中cAMP、PKA、p-Creb1蛋白的表达量,并进一步调节BDNF、Syt1、Syn1和Psd95等下游蛋白的表达,从而改善细胞突触可塑性并减轻细胞凋亡。
本文原文来自medsci.cn