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牛樟芝對易卒中的自發性高血壓大鼠腦蛋白質組學的影響

* : * : admin * : 2017-09-18 * : 19
 作者 程利娟

 

  目前,以腦卒中為主要表現的腦血管病已成為世界上成年人的第3位致死和第1位致殘原因[10]。流行病學研究表明,我國每年有150~200萬新發卒中的病例[11]。

      

        腦卒中存活的患者絕大部分喪失了不同程度的生活自理能力,給家庭和社會帶來沉重的負擔。目前,對於腦卒中的預防尚沒有十分理想的方法,主要是針對其各種危險因素進行干預,從而延緩卒中高危患者發生卒中的時間[12-13]。

 

試驗動物、藥物

 

易卒中的自發性高血壓大鼠(stroke-pronespontaneously hypertensive rats,SHRSPs)是從自發性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHRs)中通過選擇性交配,再經繼代近親繁殖培育而成[1]。

 

 

SHRSPs是一種以高血壓為主要表現的大鼠,並且該類雄性大鼠自發腦卒中的時間為10個月齡左右,發生率在90%以上,是一種非常理想的研究腦卒中的病理模型,因此SHRSPs被廣泛用於高血壓誘導腦卒中的發生發展機制研究。

 

目前,已有很多傳統藥物被證實具有心血管保護作用,可在一定程度上減輕腦血管病變的嚴重程度[2-3]

牛樟芝(Antrodia cinnamomea)又名牛樟菇,屬於非褶菌目、多孔科、多年生蕈菌類,主要含有多糖體、三萜類化合物、腺苷等多種生理活性成分。已有研究證實牛樟芝具有免疫調節、抗腫瘤、抗血栓等多種生物學活性[4-6]。牛樟芝體內含有的三萜類化合物能有效抑制血管緊張素的活性,發揮降血壓作用。

 

此外,有學者發現牛樟芝抗炎、抗血小板聚集、抗氧化活性與其體內含有的多糖類物質有關[7]。因此,牛樟芝可能對易發腦卒中的高血壓患者具有潛在的防治效應,而目前並無相關報導。本研究旨在明確長期服用牛樟芝對SHRSPs是否具有保護作用,能否延長SHRSPs的生存時間,並進一步運用蛋白質組學方法對其機制進行探討。

 

目的 研究牛樟芝能否延長易卒中的自發性高血壓大鼠的生存時間,並運用蛋白質組學方法對其作用機制進行探討。

 

 

方法

 

先選取80只雄性易卒中的自發性高血壓大鼠,隨機分為給藥組和對照組(每組40只),給藥組每天用牛樟芝(150mg/kg)灌胃治療,記錄卒中大鼠的自然死亡時間。

 

另外再選取6只易卒中的自發性高血壓大鼠,隨機分為給藥組和對照組(每組3只),給藥組給予牛樟芝灌胃治療(150mg/kg),連續90d後取大鼠腦組織進行蛋白質組學研究,用WKY大鼠作為正常對照,對用藥前後產生的差異蛋白點進行質譜鑒定,並用蛋白質印跡法進一步驗證組學的鑒定結果。

 

 

結果

 

1.  長期服用牛樟芝對SHRSPs生存曲線的影響從圖1可以看出,與未服藥的SHRSPs大鼠相比,在長期服用牛樟芝後SHRSPs因發生腦卒中導致死亡的時間延後(P <0.05)。表明牛樟芝對SHRSPs具有保護作用,長期服用牛樟芝可以延長SHRSPs的壽命。

 

圖1 兩組SHRSPs生存曲線

 

2.  長期服用牛樟芝後SHRSPs全腦蛋白質組學分析 如圖2A~2C所示,服用牛樟芝後SHRSPs腦組織中有2個蛋白點的表達量增加,經過質譜鑒定,發現是與氧化應激有關的蛋白GST pi2亞基和SOD。進一步經蛋白質印跡法驗證,證實服用牛樟芝後SHRSPs腦組織中GST 和SOD 的表達增加(圖2D、2E)。

 

從圖2E可見,與正常對照WKY大鼠相比,未服牛樟芝的SHRSPs腦組織SOD和GST的活性均出現下調(P 均<0.05)。服用牛樟芝後,SHRSPs腦組織GST和SOD的活性均上調(P 均<0.05)。

 

圖2 牛樟芝給藥後SHRSPs腦組織的蛋白質組學分析和蛋白質印跡分析驗證

 

3.  長期服用牛樟芝對SHRSPs腦組織氧化應激相關指標的影響 結果如表1所示,與未服牛樟芝的SHRSPs相比,服用牛樟芝後,SHRSPs腦組織T-AOC 增強(P <0.05),表現為服藥後腦組織GST和SOD的活性增加(P<0.05),而氧化應激代謝產物MDA的含量下降(P<0.05)。

 

與正常對照WKY大鼠相比較,未服用牛樟芝的SHRSPs腦組織GST和SOD活性下調(P<0.05),這與蛋白質印跡分析法所得結果一致,而反映機體整體氧化程度的MDA水準上調(P<0.05),T-AOC相應降低(P<0.05)。  

 

表1 牛樟芝對SHRSPs腦氧化應激相關指標的影響

 

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

 

 

結論

 

結論 長期服用牛樟芝能延長易卒中的自發性高血壓大鼠的生存時間,這可能與其增加腦組織抗氧化酶的表達、減輕氧化應激的損傷有關。

 

在本研究中,我們發現長期給予SHRSPs牛樟芝灌胃治療可以延長其生存時間,表明牛樟芝對於高血壓誘發的腦卒中有防治作用。本研究首次發現牛樟芝能延長SHRSPs的生存時間,表明牛樟芝能對高血壓誘發的腦卒中具有潛在的保護效應。

 

我們隨後測定了長期服用牛樟芝後SHRSP的血壓值,儘管用藥後SHRSPs的血壓出現下降趨勢,但差異無統計學意義(資料未展示),提示牛樟芝的這種保護效應可能與血壓調節無關。

 

Marc Wilkins在1995年提出了蛋白質組學這一理念,其本質上指的是在大規模水準上研究蛋白質的特徵。蛋白質組的研究不僅能為生命活動規律提供物質基礎,也能為眾多疾病機制的闡明提供理論根據和解決途徑。

 

在本研究中,我們運用蛋白質組學的手段比較了服用牛樟芝前後SHRSPs腦組織蛋白質的表達差異,發現有2個蛋白點的表達量增加,經過質譜鑒定為機體參與抗氧化的蛋白酶GST pi2亞基和SOD。這2種蛋白酶構成了機體抗氧化系統的重要組成部分,並被廣泛報導能對抗機體的氧化應激造成的各種損傷。

 

運用遺傳學的手段造成GST表達缺陷的小鼠往往更容易受到氧化應激的傷害[15],而過度表達GST則能增加生物體抗擊應激的能力[16]。條件敲除小鼠骨骼肌的SOD會加重氧化應激對肌肉的損害[17]。而在生理情況下,大腦中的抗氧化酶類的含量均較低,加之其又富含脂質,因此是最容易受到氧化應激損傷的器官。

 

氧化應激參與了多種腦部疾病的發生及發展過程,通過抗氧化干預能有效地緩解病情的惡化[18]。有學者指出,長期給予SHRSPs以抗氧化劑維生素C和維生素E可以減少大鼠急性大腦中動脈栓塞後的腦梗死面積,同時也能在一定程度上緩解其血壓的增高,這可能是其發揮保護作用的關鍵機制[19]。

 

此外,日常抗氧化飲品綠茶也被證明能通過減輕SHRSPs的血管壁的氧化應激水準發揮預防腦血管疾病的保護功能[20]。大規模人群的流行病學調查研究也證實了長期服用綠茶可以降低卒中的發生率[21]。

 

因此抗氧化可以作為防治腦卒中的一種治療策略。在本研究中我們發現牛樟芝服用後可以上調SHRSPs腦組織中GST和SOD的活性,可以增強機體的抗氧化能力,減少氧化應激的產物產生,並最終延長了SHRSPs的生存時間,意味著牛樟芝可能成為延緩卒中發作的一個新型藥物。

 

但是本研究並沒有明確是牛樟芝中的何種成分發揮了抗氧化效應,並且在有高血壓基礎的SHRSPs上聯合應用降壓藥和牛樟芝是否能產生協同效應,以及對卒中的發作能否產生更大的保護作用還不清楚,這都將是我們進一步研究和努力的方向。

 

 

作者  程利娟

河北北方學院藥理學教研室,張家口

北京軍區聯勤部藥品儀器檢驗所中藥室,北京

文章選自:第二軍醫大學學報

2014年1月第35卷第1期

 

[參考文獻]

[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.