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牛樟芝对易卒中的自发性高血压大鼠脑蛋白质组学的影响

* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2017-09-18 * 浏览 : 7

 作者 程利娟

 

  目前,以脑卒中为主要表现的脑血管病已成为世界上成年人的第3位致死和第1位致残原因[10]。流行病学研究表明,我国每年有150~200万新发卒中的病例[11]。

      

        脑卒中存活的患者绝大部分丧失了不同程度的生活自理能力,给家庭和社会带来沉重的负担。目前,对于脑卒中的预防尚没有十分理想的方法,主要是针对其各种危险因素进行干预,从而延缓卒中高危患者发生卒中的时间[12-13]。

 

试验动物、药物

 

易卒中的自发性高血压大鼠(stroke-pronespontaneously hypertensive rats,SHRSPs)是从自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHRs)中通过选择性交配,再经继代近亲繁殖培育而成[1]。

 

 

SHRSPs是一种以高血压为主要表现的大鼠,并且该类雄性大鼠自发脑卒中的时间为10个月龄左右,发生率在90%以上,是一种非常理想的研究脑卒中的病理模型,因此SHRSPs被广泛用于高血压诱导脑卒中的发生发展机制研究。

 

目前,已有很多传统药物被证实具有心血管保护作用,可在一定程度上减轻脑血管病变的严重程度[2-3]

牛樟芝(Antrodia cinnamomea)又名牛樟菇,属于非褶菌目、多孔科、多年生蕈菌类,主要含有多糖体、三萜类化合物、腺苷等多种生理活性成分。已有研究证实牛樟芝具有免疫调节、抗肿瘤、抗血栓等多种生物学活性[4-6]。牛樟芝体内含有的三萜类化合物能有效抑制血管紧张素的活性,发挥降血压作用。

 

此外,有学者发现牛樟芝抗炎、抗血小板聚集、抗氧化活性与其体内含有的多糖类物质有关[7]。因此,牛樟芝可能对易发脑卒中的高血压患者具有潜在的防治效应,而目前并无相关报道。本研究旨在明确长期服用牛樟芝对SHRSPs是否具有保护作用,能否延长SHRSPs的生存时间,并进一步运用蛋白质组学方法对其机制进行探讨。

 

目的 研究牛樟芝能否延长易卒中的自发性高血压大鼠的生存时间,并运用蛋白质组学方法对其作用机制进行探讨。

 

 

方法

 

先选取80只雄性易卒中的自发性高血压大鼠,随机分为给药组和对照组(每组40只),给药组每天用牛樟芝(150mg/kg)灌胃治疗,记录卒中大鼠的自然死亡时间。

 

另外再选取6只易卒中的自发性高血压大鼠,随机分为给药组和对照组(每组3只),给药组给予牛樟芝灌胃治疗(150mg/kg),连续90d后取大鼠脑组织进行蛋白质组学研究,用WKY大鼠作为正常对照,对用药前后产生的差异蛋白点进行质谱鉴定,并用蛋白质印迹法进一步验证组学的鉴定结果。

 

 

结果

 

1.  长期服用牛樟芝对SHRSPs生存曲线的影响从图1可以看出,与未服药的SHRSPs大鼠相比,在长期服用牛樟芝后SHRSPs因发生脑卒中导致死亡的时间延后(P <0.05)。表明牛樟芝对SHRSPs具有保护作用,长期服用牛樟芝可以延长SHRSPs的寿命。

 

图1 两组SHRSPs生存曲线

 

2.  长期服用牛樟芝后SHRSPs全脑蛋白质组学分析 如图2A~2C所示,服用牛樟芝后SHRSPs脑组织中有2个蛋白点的表达量增加,经过质谱鉴定,发现是与氧化应激有关的蛋白GST pi2亚基和SOD。进一步经蛋白质印迹法验证,证实服用牛樟芝后SHRSPs脑组织中GST 和SOD 的表达增加(图2D、2E)。

 

从图2E可见,与正常对照WKY大鼠相比,未服牛樟芝的SHRSPs脑组织SOD和GST的活性均出现下调(P 均<0.05)。服用牛樟芝后,SHRSPs脑组织GST和SOD的活性均上调(P 均<0.05)。

 

图2 牛樟芝给药后SHRSPs脑组织的蛋白质组学分析和蛋白质印迹分析验证

 

3.  长期服用牛樟芝对SHRSPs脑组织氧化应激相关指标的影响 结果如表1所示,与未服牛樟芝的SHRSPs相比,服用牛樟芝后,SHRSPs脑组织T-AOC 增强(P <0.05),表现为服药后脑组织GST和SOD的活性增加(P<0.05),而氧化应激代谢产物MDA的含量下降(P<0.05)。

 

与正常对照WKY大鼠相比较,未服用牛樟芝的SHRSPs脑组织GST和SOD活性下调(P<0.05),这与蛋白质印迹分析法所得结果一致,而反映机体整体氧化程度的MDA水平上调(P<0.05),T-AOC相应降低(P<0.05)。  

 

表1 牛樟芝对SHRSPs脑氧化应激相关指标的影响

 

Tab 1 Effects of Antrodia cinnamomea on oxidative stress parameters in the brainsof stroke-prone spontaneously hypertensive rats(SHRSPs)

 

 

结论

 

结论 长期服用牛樟芝能延长易卒中的自发性高血压大鼠的生存时间,这可能与其增加脑组织抗氧化酶的表达、减轻氧化应激的损伤有关。

 

在本研究中,我们发现长期给予SHRSPs牛樟芝灌胃治疗可以延长其生存时间,表明牛樟芝对于高血压诱发的脑卒中有防治作用。本研究首次发现牛樟芝能延长SHRSPs的生存时间,表明牛樟芝能对高血压诱发的脑卒中具有潜在的保护效应。

 

我们随后测定了长期服用牛樟芝后SHRSP的血压值,尽管用药后SHRSPs的血压出现下降趋势,但差异无统计学意义(数据未展示),提示牛樟芝的这种保护效应可能与血压调节无关。

 

Marc Wilkins在1995年提出了蛋白质组学这一理念,其本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征。蛋白质组的研究不仅能为生命活动规律提供物质基础,也能为众多疾病机制的阐明提供理论根据和解决途径。

 

在本研究中,我们运用蛋白质组学的手段比较了服用牛樟芝前后SHRSPs脑组织蛋白质的表达差异,发现有2个蛋白点的表达量增加,经过质谱鉴定为机体参与抗氧化的蛋白酶GST pi2亚基和SOD。这2种蛋白酶构成了机体抗氧化系统的重要组成部分,并被广泛报道能对抗机体的氧化应激造成的各种损伤。

 

运用遗传学的手段造成GST表达缺陷的小鼠往往更容易受到氧化应激的伤害[15],而过度表达GST则能增加生物体抗击应激的能力[16]。条件敲除小鼠骨骼肌的SOD会加重氧化应激对肌肉的损害[17]。而在生理情况下,大脑中的抗氧化酶类的含量均较低,加之其又富含脂质,因此是最容易受到氧化应激损伤的器官。

 

氧化应激参与了多种脑部疾病的发生及发展过程,通过抗氧化干预能有效地缓解病情的恶化[18]。有学者指出,长期给予SHRSPs以抗氧化剂维生素C和维生素E可以减少大鼠急性大脑中动脉栓塞后的脑梗死面积,同时也能在一定程度上缓解其血压的增高,这可能是其发挥保护作用的关键机制[19]。

 

此外,日常抗氧化饮品绿茶也被证明能通过减轻SHRSPs的血管壁的氧化应激水平发挥预防脑血管疾病的保护功能[20]。大规模人群的流行病学调查研究也证实了长期服用绿茶可以降低卒中的发生率[21]。

 

因此抗氧化可以作为防治脑卒中的一种治疗策略。在本研究中我们发现牛樟芝服用后可以上调SHRSPs脑组织中GST和SOD的活性,可以增强机体的抗氧化能力,减少氧化应激的产物产生,并最终延长了SHRSPs的生存时间,意味着牛樟芝可能成为延缓卒中发作的一个新型药物。

 

但是本研究并没有明确是牛樟芝中的何种成分发挥了抗氧化效应,并且在有高血压基础的SHRSPs上联合应用降压药和牛樟芝是否能产生协同效应,以及对卒中的发作能否产生更大的保护作用还不清楚,这都将是我们进一步研究和努力的方向。

 

 

作者  程利娟

河北北方学院药理学教研室,张家口

北京军区联勤部药品仪器检验所中药室,北京

文章选自:第二军医大学学报

2014年1月第35卷第1期

 

[参考文献]

[1] Okamoto K,Yamori Y,Nagaoka A.Establishment ofstroke-prone spontaneously hypertensive rats(SHR)[J].Circ Res,1974,34:I-143-I-145.

[2] Chen C,Venketasubramanian N,Gan R N,Lambert C,Picard D,Chan B L,et al.Danqi Piantang Jiaonang(DJ),a traditional Chinese medicine,in poststroke recovery[J].Stroke,2009,40:859-863.

[3] Wu B,Liu M.How to improve the quality of a clinicaltrial on traditional Chinese medicine for stroke[J].Stroke,2009,40:e641-e642.

[18]Hamel E,Nicolakakis N,Aboulkassim T,Ongali B,Tong X K.Oxidative stress and cerebrovascular dysfunction in mouse models of Alzheimer’s disease[J].Exp Physiol,2008,93:116-120.

[19]Chen X,Touyz R M,Park J B,Schiffrin E L.Antioxidant effects of vitamins C and E are associated with altered activation of vascular NADPH oxidase and superoxide dismutase in stroke-prone SHR[J].Hypertension,2001,38:606-611.

[20]Negishi H,Xu J W,Ikeda K,Njelekela M,Nara Y,Yamori Y.Black and green tea polyphenols attenuateblood pressure increases in stroke-prone spontaneously hypertensive rats[J].J Nutr,2004,134:38-42.