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电针脑缺血大鼠水沟穴调节微小RNA-328促进血管新生的机制研究

来源:伴沃教育
・308・ 中华老年心脑血管病杂志2o1 7年3月第19卷第3期Chin J Geriatr Heart BrainVesselDis,Mar 201 7,Vol19,No・3 基础研究. 电针脑缺血大鼠水沟穴调节微小RNA一3 2 8 促进血管新生的机制研究 靳兰洁,李莎莎,周璇,舒适,尤艳利,钱小路,袁影,周爽 摘要:目的 观察电针脑缺血大鼠水沟穴对缺血半暗带区血管新生及微小RNA(miR一328)、CD44mRNA和蛋白表 达的影响,探讨电针脑缺血大鼠水沟穴调节miR一328促血管新生的机制。方法 sD雄性大鼠8O只,随机分为正 常组、假手术组、模型组、电针组,每组各5只。Longa法评估各组大鼠神经功能缺损,免疫组织化学染色法观察 CD34变化,实时荧光定量PCR技术检测miR一328、CD44 mRNA表达水平,Western blot技术Ik ̄'1 CD44蛋白表达 水平。结果 假手术组与正常组大鼠在神经功能缺损、CD34为标记的血管新生、miR一328和CD44表达无差异 (P>O.05)。与假手术组比较,模型组神经功能缺损、血管新生、miR一328、CD44表达明显增加(P<O.01);与模型 组比较,电针刺组神经功能缺损程度改善U2.6±0.6)分vs(3.4+-0.6)分,P%0.O1],血管新生增加显著[(8O.4O± 3.85) s(67.6O±2.79)分,P%0.01],miR一328 1.22士0.37 vs 2.O2±0.22和CD44 mRNA 4.35±1.33 vs 7.16± 1.83,CD44蛋白0.424-_0.04 s 0.55±0.06表达降低(P<0.05,P<0.01)。结论 电针水沟穴可通过调节 miR-328.g ̄靶基因CD44表达水平,促进缺血半暗带区的血管新生。 关键词:脑缺血;电针;微RNAs;穴,水沟 Effect of electrical acupuncture of Shuigou(Du 26)on miR-328一 rats with cerebral ischemia stimulated angiogenesis in JIN Lan—jie,LI Sha—sha,ZHOU Xuan,et al (Department of Traditional Chinese Medicine,Second Military Medical University Changhai Hospital,Shanghai 200433,China) Abstract:Objective To study the effect of electricalal acupuncture of Shuigou(Du 26)on angio— genesis and expression of miR一328。CD44 mRNA and protein in rats with cerebral ischemia.Meth— ods Eighty SD male rats were randomly divided into normol group,sham operation group,model group and electrical acupuncture group(20 in each group).Their neurological function was as— sessed by Longa occlusion.their CD34 was observed with immunohistochemical staining.Expres— sions of miR一328.CD44 mRNA and protein were detected by RT—PCR and Western blot respec— tively.Results The neurological function and angiogenesis scores,the miR一328 and CD44 mRNA and protein expression levels were significantly higher in model group than in sham operation group(P<0.01).The neurological function scores and angiogenesis were significantly higher while the expression levels of miR一328,CD44 mRNA and protein were significantly lower in elec— trical acupuncture group than in model group(2.6±0.6 vs 3.44-0.6,P%0.01;8O.40±3.85-us 67.60±2.79,P<0.01;1.22--+-0.37"us 2.02 4-_0.22,4.35-+-1.33"us 7.16±1.83,0.42--_0.04"+-us 0.55_-4-006,P%0.05,P<0.01).Conclusion Electricala1 acupuncture of Shuigou(Du 26)stimu— .lates angiogenesis in rats with cerebral ischemia by regulating the expression of miR一328 and CD44 mRNA and protein. Key words:brain ischemia;e1ectroacupuncture;microRNAs;PClINT GV26(SHUIGOU) DOI:10.3969/j.issn.1009 0126.2017.03.021 基金项目:国家自然科学基金(81173330,81503647) 脑缺血占全部脑卒中的6o ~80%,是最常见 的脑卒中类型,临床处理强调早期诊断、早期治疗、 早期康复和早期预防再发 。研究发现,在脑缺血 作者单位:200433上海,第二军医大学长海医院中医系(靳兰洁现为 在读硕士研究生) 通信作者:周爽,E—mail:zhoushuang8[)()8@163.corn 中华老年心脑血管病杂志201 7年3月第19卷第3期Chinj GeriatrHeartBrainVesselDis,Mar 201 7,Vol19,No.3 早期,缺血中心血流剧减或中断,神经细胞以坏死为 主,而在缺血半暗带区,即缺血中心的周边,神经细 胞仍有活力,后续死亡以凋亡为主L2]。因此,尽早恢 复缺血半暗带区的血供,促进血管新生,挽救濒死的 记的血管新生的数量。 1.4实时荧光定量PCR检测缺血皮质区miR一328 及CD44 mRNA表达水平Trizol法提取脑组织中 总RNA,miR一328逆转录试剂盒、内参为U6。引物 序列:miR一328上游引物:5 一CUGGCCCUCUC— UGCCCUUCCGU一3 ,下游引物:5,-GGGGGGCA— GGAGGGGCUCA一3 。反应条件:37℃60 min, 神经元,是目前治疗脑缺血的重要手段。近年研究 发现,微小RNA(miRNA)与血管疾病密切相关,在 血管疾病的诊断和预后中扮演者重要角色[3 ]。 miR-328对血管新生起抑制作用[5]。本实验探讨电 针水沟穴调节miR一328及靶基因CD44表达变化, 95。C 5 rain,一20℃保存。反应条件:95℃15 rain 预变性,94℃15 S,55℃30 S,70。C 30 S,40个循环。 促进血管新生,从而减轻神经缺损程度,为脑缺血疾 病提供实验依据。 1材料与方法 1.1 实验动物与分组 健康雄性SD大鼠80只, SPF级,体质量(250±20)g,由第二军医大学实验 动物中心提供,合格证号:SYXK(沪)2012—0003。 随机分为正常组、假手术组、模型组、电针组,每组5 只。均取缺血72 h的大鼠为观察对象。 1.2造模及神经功能评分 模型组和电针组参照 改良的Longa等[6 制作大鼠局灶性永久性大脑中 动脉闭塞模型(MCAO)。假手术组仅暴露动脉,不 插入线栓,其余同模型组。正常组不做任何特殊处 理。造模大鼠麻醉清醒后,参考Longa等[6]5分法 进行神经功能缺损评分,即0分,无神经损伤症状;1 分,不能完全伸展左侧前爪(轻度);2分,向左侧旋 转(中度);3分,行走时向左侧倾倒(重度);4分,不 能自发行走,意识昏迷。采取双盲法,由实验员在不 知大鼠分组的情况下评分,将1~3分大鼠入组,不 符合入组标准大鼠则排除。 电针组参照华兴邦等的《实验动物穴位图谱》选 取水沟穴进行电针治疗。水沟穴位于大鼠唇裂鼻尖 下1 mm正中,向上斜刺1 mm,负极接水沟穴,正极 接右耳根部皮肤。针具:无锡佳健牌30号毫针。电 针仪:G6805一II电针治疗仪,疏密波,频率4/20 Hz, 电流强度1~3 mA,电压1~3 V,时间3O min。 1.3免疫组织化学染色观察CD34标记的血管新 生表达迅速断头取全脑。置于4 多聚甲醛固定 12 ̄24 h,石蜡包埋。石蜡切片脱蜡至水,PBS冲 洗,EDTA缓冲液修复,PBS冲洗,切片放入3 过 氧化氢溶液,室温孵育10 rain,5 BSA封闭2O min,加CD34一抗(1:100),4℃过夜,PBS冲洗,加 二抗(1:500),4℃孵育50 rain,加适度的DAB溶 液,苏木精对比染色,脱水,透明,封固。光镜下(× 200)观察血管新生,取3个“热点”,即3个血管表达 最多的视野,软件Imagepro-plus6统计CD34为标 CD44 mRNA逆转录试剂盒,内参为3一磷酸甘油醛 脱氢酶(GAPDH)。引物由上海生物工程有限公司 提供。引物序列:CD44 mRNA上游引物:5 一 TGAGGATGTCAGCAGTGGAT一3 ,下游引物:5 一 TCCCAATAAAGAAGGCGTCA一3 ,GAPDH 上 游引物:5,_CCCATCACCATCTTCCAGGA一3 ,下 游引物:5 一CATCGCCCCACTTGATTTTG一3 。反 应条件:37℃15 rain逆转录,85℃5 S使逆转录酶 失活,一2O。C保存。以逆转录产物为模板进行实时 荧光定量PCR扩增,所有操作均在冰上进行,反应 条件:95℃30 S预变性,95℃15 S,60℃15 S,72。C 30 S,35个循环。采用2。△△c 法计算相对表达水平。 1.5 Western blot定量测CD44蛋白表达 取右侧 中动脉大脑皮质缺血半暗带区组织,称重,冰浴加适 量RIPA裂解液和苯甲基磺酰氟(100:1),放入均 浆器,4℃离心5 rain,取上清即总蛋白。BCA蛋白 定量法检测所提蛋白浓度。配置10 十二烷基硫 酸钠一聚丙烯酰胺凝胶电泳凝胶,上样20 g,恒压 (浓缩胶6O V,分离胶90 V),电泳完毕后将蛋白转 移至聚偏氟乙烯中空纤维膜,新鲜配置5 脱脂牛 奶的PBS液封闭1 h,然后加入CD44兔抗鼠(1: 1000),内参B肌动蛋白(p—actin)小鼠抗鼠(1: 5000),4℃孵育过夜,三羟甲基氨基甲烷吐温一20 缓冲液TBST漂洗3次,孵育山羊抗兔(1:500O)、 山羊抗鼠(1:5000)2 h,TBST漂洗3次,利用显影 仪显影分析图像的灰度值。 1.6统计学方法应用SPSS 19.0统计软件进行 分析,计量资料以 ±S表示,单因素方差分析,方 差齐时,多重比较采用LSD-t检验,方差不齐时,采 用非参秩和检验,P<O.05为差异有统计学意义。 2 结 果 2.1各组大鼠行为学评分 正常组和假手术组大 鼠无神经功能缺损异常,模型组和电针组大鼠有不 同程度的神经功能缺损。正常组和假手术组神经功 能缺损评分均为0分,模型组为(3.4±0.6)分、电针 纠【为(2.6 I-0.6)分。 j假r术 比较,梭jF,4 人鼠 }III 功能缺损评分 著升高,始 彳丁统汁学意义 (, l (】.0I);‘j模刑fl【比较, 引纠【人鼠神绛功能缺 孔i 分…!l 降低,后 统¨ 、 意义(P 0.05)。 2.2各组大鼠右侧大脑缺血半暗带血管新生 Il 常纠i年1J似r.术组大鼠彳 4大腑It-动脉皮质 ("D34 表达少,棋 纠i和IU针绀大鼠(3)34表达牛l1埘多,与 II 常组比较,似手术 ( D34 16乏达较多,fl『后肄尤统 汁 意义(,’,/0.o5); 假r术绀比较.模 绀 【’I)34农达 增』Jll,蓐异 统汁学盥义(P< 0.0】); j帧J 组比较, 针组(3)34增『Jl l多,差异 彳『统汁 、 :意义(P<L,0.0l, l~1,衷】) ① ② ③ ’. 、 , ④ 图l it!常组 图2 假丁术卦l 图3 模剐组 图4 电针组 图I~4 符-h1人鼠人脯IIt动脉皮质 L’I):{I#j 的微.nI 表达(箭 所,J .微 竹或m僻内皮细胞染成栋粥也) 免疫_el【织化 :染色 Al{【’ 、 200 表I 行 人鼠桁怀表达水 比较( ± I 5) 组别 m铃新 (个) nl】R 328 【、Ijd 4n1RNA (71)44蛋白 II 诮 组 37.20±3.35 ().96±(j.4 6 】.Ol{().1 3 0.2】±0.03 似r术组 3【).()()±3.54 ().97 ().30 1.01土().18 (1.24±0.10 J fl【 67.60±2.79 2.02士f】.22。 7.】6{1.8 ()_55±0.06 a f乜仆组 8().40士3.85‘ 1.22上(). 7 1. {5±1.33 ().42±0.()4 2.3各组大鼠右侧大脑缺血半暗带区miR一328及 CD44mRNA的表达比较 j ftI miR 328仃少量 太达, j J卜常组比较。似手术 miP,328 达九日J] 变化,肚 尢统计 :意义(P、 0.()5); -jf lr术组 比较,模 miR一328表达水、 IU¨ 升f . 异有 统汁 、 意义(P 0.…);与饮,I¨组比较.IU针组 n iR 328太达水 {fI}.并降低.后 统汁t 意义 (fJ - :0.0 1, 】) it 纠【I 似手术 【、D,t 1 mRNA表达比较尤 并后 (, >o.05); j似手术乡fl比较,模 绀CD44 mRNA 达水平}』IJ 降低,篪肄有统it 、 :意义(P < o.o1);‘j模型组比较,I乜针 【、D,14 mP,NA表达水 甲升 , 异有统汁学意义(, d0.01, 1)。 2.4 各组大鼠右侧缺血半暗带区CD44蛋白的表 达 J 组 似下‘术组CI)44货Fl少;I;= 达,2绀 比较九统计学差婷(P>0.05); j假手术纰比较,模 型组CI)44赁向}pj Yl‘高,蓐婷钉统汁 、 意义(P 0.01); 模 组比较,电针纰CI)44蛋川洚低,差 彳『统汁学意义(P<0.05, 5.衷1)。 1 2 3 4 ’ 一 B一. l 1:II 常组;2:似 术组;3:筷J n;_1:电}i 图5各组wt,st( rn I}1o ̄定・I 榆测CD,L1 I 1太达 3 讨 论 本实验通过缱 大鼠MCA()模 ,观察电针 水沟穴对肭缺m大鼠缺 暗带 miR 328、 {;I)44mRNA、CI)44蛋白和10l-僻新生的 I/响,从而探 讨电针水沟穴通过删 miR一328促进M【、A()大鼠 缺m、 带区的 箭新生机制。我们前期的实验结 果已验 ,电针水沟穴能促进腑缺 火鼠腑 内血箭 内皮 卜长I夫l 的16乏达。从而促进MCA()后血管新 , 。夺实验研究发现,以CD34为血僻新生标} 物的免疫绀织化学结果显示, 常组硐l似手术组大 鼠 钎新生较少,模型组和I乜钳‘组大鼠缺血 暗 : 血管新,Ji明显增多,同时电针组缺血、t 暗带区 管新 较模刷 i虹多。与我们前期研究结果一 敛。。。实时荧光定戢PCR干¨Western blot结果 示,正常组和假手术组miR一328有少 表达,与假 手术组大鼠比较,模 组大鼠缺m 暗,f} I miR一328 表达水平显著升高.而电针组大鼠缺m、 暗带区 miR 328表达水平较模犁组下调。CD l 1 mRNA及 蛋白在J卜常组和假 术组中表达较少.仪删组和t乜 针组大鼠缺血半暗带 CD.I4 mRNA故篮白表达 明显增高,电针组较模型组丧达下调。水实验结果 与文献报道的调拄机制一致 ,因此得』I{.电针水沟 穴可通过捌节miR一328的表达水平而州 靶基【太l CI)44 tuRNA及蛋 的表达水平,从而洲节缺血 暗带Ⅸ的血管新 过稗,为临『术上电针水沟穴治疗 腑缺m疾病提供 力叮靠的 据。 腑缺I仉中心 由于血流【1l断,组织处 缺血、缺 氧的状态。细胞迅速肿胀、变性、坏死.造成不可逆的 中华老年心脑血管病杂志201 7年3月第19卷第3期Chin J GeriatrHeart BrainVesselDis,Mar 201 7,Vol19,No.3 损伤,在缺血区的周围即缺血半暗带区,细胞处于低 氧、低灌溉条件下,若及时恢复该区血供,尚可挽救 可逆的神经元细胞,减轻脑缺血损伤的病理发展过 程,因此,挽救缺血半暗带可逆的神经元,促进缺血 FJ].Gastroenterol Res Pract,2013,2013:703163.DOI:10. 1155/2013/703163. eh YS,Hsiao FC,et a1.High glucose induces hu— [4] Lee CH,Shiman endothelial dysfunction through an Axl——dependent mech—- anism[J].Cardiovasc Diabetol,2014,13:53.DOI:10.1186/ 1475-2840—13—53. 半暗带的血管新生,恢复血供,是目前脑缺血的治疗 方法。研究表明,miRNA参与调控细胞的生长、分 化、增殖、凋亡等过程。miRNA与血管性疾病密切 [53 Slevin M,Krupinski J,Gaffney J,et a1.Hyaluronan—mediated angiogenesis in vascular disease:uncovering RHAMM and 相关,对疾病的诊断和预后有重要的生理、病理意 义l_3 ]。特定的miRNA在脑缺血后血管新生的过 程中起重要作用_8 。其中miR一328具有明显的抑 [6] CD44 receptor signaling pathways[J].Matrix Biol,2007,26 (1):58—68.DOI:10.1016/j.matbio.2006.08.261. Longa EL,Weinstein PR,Canson S,et a1.Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats[J]. 制血管新生的作用l_5]。在敲除CD44的小鼠体内, 人工基底膜的成血管明显减少,并且发现缺失 CD44的小鼠,新血管数量减少,并导致伤口愈合时 间延长[1 。脑缺血相当于中医的中风病。临床上, 中医治疗脑缺血已取得显著的效果,研究报道,针刺 脑缺血模型大鼠内关穴可促进内皮细胞增殖,增强 血管新生,从而改善脑缺血的症状[1 。Xie等口。 研 究发现,电针脑缺血大鼠百会、太冲等穴可以明显促 进基质细胞衍生因子1的浓度梯度,从而进一步诱 导大脑缺血侧内皮祖细胞和血管新生的形成。杨卓 欣等[1 研究结果显示,针刺督脉上的穴位可改善脑 缺血后的神经再生状况。张红星等 研究发现,头 针可以促进脑缺血再灌注后的神经功能恢复。其他 中医疗法也证明,中药制剂可以促进脑缺血后血管 新生,补阳还五汤可使脑缺血再灌大鼠缺血区血管 新生,改善大脑血液循环,促进脑缺血损伤的修 复口 。脑组织缺血缺氧后炎性细胞浸润,血管通透 性增加,细胞肿胀甚至坏死,电针疗法能使细胞肿胀 程度降低,通过改变微循环,增加缺血组织周围的血 供,促进血管新生。本实验结果表明,电针水沟穴可 以通过调节miR-328及靶基因CD44促进血管新 生,改善脑缺血症状。电针水沟穴对脑组织的保护 机制可能通过调节miR-328表达,但对其他miRNA 或者其他通路的影响机制有待进一步的探索。 参考文献 Eli 中华医学会神经病学分会脑血管病学组脑缺血二级预防指南 撰写组.中国脑缺血和短暂性脑缺血发作二级预防指南2OlO EJ].中国临床医生,2011,39(11):68—74.DOI:10.3969/j. issn.1008-1089.2011.11.028. 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