銀杏二萜內(nèi)酯K抗血小板聚集及神經(jīng)保護(hù)作用研究

1、    銀杏二萜內(nèi)酯k抗血小板聚集及神經(jīng)保護(hù)作用研究    陶曉倩+曹澤彧+曹亮+蕭偉摘要 觀察不同濃度的銀杏二萜內(nèi)酯k（gk）對(duì)血小板活化因子（paf）誘導(dǎo)血小板聚集的拮抗作用及對(duì)缺血再灌注損傷細(xì)胞和動(dòng)物模型的神經(jīng)保護(hù)作用。制備gk家兔含藥血清， 用血小板聚集功能測定法觀察gk含藥血清對(duì)paf誘導(dǎo)的家兔血小板聚集的影響。建立缺糖缺氧復(fù)氧（ogd/r）細(xì)胞模型，采用hoechst/pi雙染考察不同濃度的gk對(duì)ogd/r損傷的sh-sy5y細(xì)胞凋亡的影響；建立大鼠局灶性腦缺血再灌注模型（i/r），檢測gk對(duì)神經(jīng)行為評(píng)分及腦梗死體積的影響。gk能劑量依賴性的

2、抑制paf誘導(dǎo)的血小板聚集，逆轉(zhuǎn)ogd/r損傷造成的細(xì)胞凋亡并改善大鼠腦缺血再灌注損傷后的神經(jīng)行為評(píng)分及腦組織梗死體積。gk能抑制paf誘導(dǎo)的血小板聚集、改善腦缺血再灌注神經(jīng)損傷。關(guān)鍵詞 銀杏二萜內(nèi)酯k； 血小板活化因子； 細(xì)胞凋亡； 缺血再灌注abstract to investigate the antagonism effects of different concentrations of ginkgolide k（gk） on platelet activating factor （paf）-induced platelet aggregation and neuroprotecti

3、ve effect on cells and animal models of ischemia-reperfusion injury. gk-containing serum in rabbit was prepared， and the effects of gk-containing serum on paf-induced platelet aggregation was observed by platelet aggregation assay. the effect of different concentrations of gk on apoptosis of sh-sy5y

4、 cells injured by oxygen-glucose deprivation/reoxygenation （ogd/r） was investigated by hoechst 33342/pi double staining in ogd/r cell model. the focal cerebral ischemia-reperfusion model （i/r）was established in rats to detect the effects of gk on neurobehavioral scores and cerebral infarction volume

5、. gk could inhibit paf-induced platelet aggregation， reverse the apoptosis induced by ogd/r injury and improve the neurobehavioral score and cerebral infarction volume after cerebral ischemia-reperfusion injury in rats in a dose-dependent manner. gk can inhibit paf-induced platelet aggregation and i

6、mprove nerve injury after cerebral ischemia-reperfusion.key words ginkgolide k； platelet activating factor； apoptosis； ischemia reperfusion銀杏二萜內(nèi)酯是銀杏葉提取物中治療急慢性腦功能不全及其后遺癥的一類主要有效物質(zhì)，目前從中已鑒別出的成分包括銀杏二萜內(nèi)酯a，b，c，m，j，l，p，q1，從結(jié)構(gòu)上來屬于具有共同母核結(jié)構(gòu)的二萜內(nèi)酯類成分。前期藥理研究報(bào)道證實(shí)，銀杏二萜內(nèi)酯是具有高度專屬性的、天然的血小板活化因子（paf）受體拮抗劑，能明顯抑制由paf誘導(dǎo)的血小

7、板聚集，防止血栓形成?？捎糜谀X卒中、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等疾病的治療2-3，尤其是銀杏二萜內(nèi)酯b（ginkgolide b，gb） 被證實(shí)是最有效的paf受體拮抗劑4。此外，部分研究還發(fā)現(xiàn)銀杏二萜內(nèi)酯類成分對(duì)損傷的神經(jīng)元具有保護(hù)作用，能改善急慢性腦功能所導(dǎo)致的記憶減退和癡呆等后遺癥5-6。因此，銀杏葉中的二萜內(nèi)酯類成分對(duì)急慢性腦功能不全疾病發(fā)展過程中的血小板聚集和神經(jīng)損傷方面比較好的改善作用。銀杏二萜內(nèi)酯k（ginkgolide k，gk）為銀杏葉中提取到的新的二萜類成分7，其結(jié)構(gòu)與目前已知的銀杏葉中二萜內(nèi)酯類成分具有共同的母核結(jié)構(gòu)。因此，基于“相似結(jié)構(gòu)的成分可能具有類似的藥理活性”，推測gk可能具有

8、類似的抗血小板聚集和改善急慢性腦功能不全中神經(jīng)損傷的作用。為此，本文通過建立paf誘導(dǎo)的血小板聚集及體內(nèi)外模擬缺血缺氧再灌注模型研究gk的抗血小板聚集和神經(jīng)保護(hù)活性。1 材料1.1 動(dòng)物及細(xì)胞株新西蘭家兔，體質(zhì)量（2.0±0.2） kg，雌雄各半，購自南京市江寧區(qū)青龍山動(dòng)物養(yǎng)殖場提供，許可證號(hào)scxk（蘇）2012-0008；sd大鼠，雄性，250280 g，浙江省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，許可證號(hào)scxk（浙）2014-0001；人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞（sh-sy5y）購于中國科學(xué)院上海細(xì)胞庫。1.2 藥品與試劑gk和gb（自制，純度90%）；血小板活化因子（paf，批號(hào)bcbm4010v）、ho

9、echst33342（批號(hào)021206）、propidium iodide（pi，批號(hào)094k3731）、2，3，5-氯化三苯基四氮唑（ttc，批號(hào)t8877-100g）購于sigma公司； rpmi 1640 培養(yǎng)基（批號(hào)1165062）、胎牛血清（批號(hào)1403447）購于gibco公司；銀杏提取物注射液（egb，金納多注射液，批號(hào)6580199）購于德國舒培大藥廠；水合氯醛（批號(hào)20140827，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；其他試劑均為分析純。endprint1.3 儀器lg-paber-i 血小板聚集凝血因子分析儀（北京世帝科學(xué)儀器公司）；80-2臺(tái)式低速離心機(jī)上海醫(yī)療器械（集團(tuán)）有限公

10、司手術(shù)器械廠；artorius分析天平（北京多利斯天平有限公司）；sw-cj-2f超凈工作臺(tái)（上海博訊實(shí)業(yè)有限公司）；3111型二氧化碳培養(yǎng)箱（thermo公司）；xds-1型倒置顯微鏡（重慶光學(xué)儀器廠）；countess細(xì)胞自動(dòng)計(jì)數(shù)儀（invitrogen公司）；ldz5-2型離心機(jī)（北京京力離心機(jī)有限公司）；image xpress高內(nèi)涵設(shè)備（md公司）。2 方法2.1 gk對(duì)paf誘導(dǎo)家兔血小板聚集的影響2.1.1 藥品配制 gk和gb使用前用0.5%葡甲胺80 水浴溶解，10%檸檬酸水溶液調(diào)節(jié)ph至8.0，用江蘇康緣藥業(yè)股份有限公司提供的銀杏二萜內(nèi)酯葡胺注射液溶媒（含0.5%葡甲胺與0

11、.15%檸檬酸）定容，微孔濾膜過濾，4 保存1 周內(nèi)用完；臨用前以無菌生理鹽水稀釋至所需濃度；銀杏提取物注射液（egb），規(guī)格 17.5 mg，銀杏提取物5 ml/支，取1支進(jìn)行1.5倍稀釋，作為大鼠腦缺血再灌注模型給藥。2.1.2 含藥血清的制備 30 只新西蘭家兔，雌雄各半，根據(jù)體質(zhì)量隨機(jī)分為6組： gk（0.01 mg·kg-1）組、gk（0.04 mg·kg-1）組、gk（0.16 mg·kg-1）組、gk（1 mg·kg-1）組、gb（4 mg·kg-1）和生理鹽水組。耳緣靜脈注射給藥，每組動(dòng)物分別給予相同體積的藥物或生理鹽水0.5

12、ml·kg-1，1 次/d，連續(xù)5 d，末次給藥前禁食12 h，藥后2 h 取耳中央動(dòng)脈血10 ml，室溫靜置2 h，離心（4 ，2 500 r·min-1，10 min）分離后的家兔血清于56 水浴中30 min 滅活，分裝，-70 冰箱凍存?zhèn)溆谩?.1.3 家兔洗滌血小板懸液的制備 家兔用利多卡因局部麻醉，手術(shù)分離頸總動(dòng)脈取血，采取3.8%枸櫞酸鈉19抗凝，以500 r·min-1離心10 min，取上層富含血小板血漿，加等體積的磷酸緩沖液（kh2po4 0.22 g，na2hpo4 0.86 g，檸檬酸0.86 g，葡萄糖0.44 g，溶于500 ml 蒸餾

13、水中，ph 6.5）混勻，在4 ，以3 000 r·min-1離心10 min，取沉淀，用等體積的磷酸緩沖液混勻，4 ，3 000 r·min-1離心5 min 后棄上清，取血小板沉淀，重復(fù)洗滌1 次；取沉淀的血小板加入含有0.1 %小牛血清和1 mmol·l-1的mgcl2的磷酸緩沖液中，稀釋成（2.56）×107 ml-1的洗滌血小板懸浮液（wp）備用。2.1.4 含藥血清對(duì)paf誘導(dǎo)的血小板聚集作用的影響 取wp 200 l 和樣品（對(duì)照管加入生理鹽水，給藥管加入相同體積的含藥血清）50 l 混勻，溫孵5 min 后，以5 l paf（終濃度為1&

14、#215;10-4 mol·l-1）為誘導(dǎo)劑，觀察wp在5 min 內(nèi)的聚集程度，測定5 min內(nèi)最大聚集率。每個(gè)樣品平行作3管，取均值，并與對(duì)照管比較，計(jì)算含藥血清對(duì)paf 誘導(dǎo)的家兔血小板的聚集抑制率。血小板的聚集抑制率= （對(duì)照組5 min內(nèi)最大聚集率-待測樣品組5 min內(nèi)最大聚集率）/對(duì)照組5 min內(nèi)最大聚集率×100%2.2 gk對(duì)缺糖缺氧損傷的sh-sy5y細(xì)胞的影響2.2.1 細(xì)胞培養(yǎng)，ogd/r 模型和給藥sh-sy5y 細(xì)胞培養(yǎng)于rpmi 1640 培養(yǎng)基（含體積分?jǐn)?shù)為10%胎牛血清，100 ku·l-1青霉素，100 mg·l-1

15、鏈霉素） 中，置于37 ，含5% co2的細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，選取對(duì)數(shù)生長期細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將sh-sysy 細(xì)胞接種至細(xì)胞板中培養(yǎng)24 h，以無糖平衡鹽溶液完全置換rpmi 1640 培養(yǎng)基置于缺氧小室中，將小室用95% n2和5% co2混合氣，以20 l·min-1的氣流速度充氣20 min 以排出空氣，密封小室，將小室和對(duì)照組細(xì)胞置于37 ，5% co2的細(xì)胞培養(yǎng)箱中。將細(xì)胞在缺氧小室中培養(yǎng)一定的時(shí)間后，取出細(xì)胞板置于細(xì)胞培養(yǎng)箱中，和gk，egb藥物一起復(fù)氧一定時(shí)間，然后進(jìn)行hoechst33342/pi染色檢測細(xì)胞凋亡。2.2.2 hoechst33342/pi雙染 將sh-s

16、y5y 細(xì)胞以每孔2×104的密度接種至96 孔板中，ogd 4 h 后加入終濃度為5，20，80 mol·l-1的gk和25 mg·l-1的egb，一起復(fù)氧1 h 后，棄掉板中所有液體，無血清培養(yǎng)基洗板1次，各孔加入100 l的 hoechst33342/propidium iodide 染液（hoechst33342終質(zhì)量濃度10 mg·l-1，propidium iodide 終質(zhì)量濃度15 mg·l-1，體積比為11），避光，放入細(xì)胞培養(yǎng)箱中孵育0.5 h 后，無血清培養(yǎng)基洗板一次，每孔加入100 l 無血清培養(yǎng)基，高內(nèi)涵設(shè)備拍照（4&

17、#215;，4 視野/孔），進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算陽性細(xì)胞率，即pi染色數(shù)/hoechst染色數(shù)×100%。2.3 gk對(duì)大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷的神經(jīng)保護(hù)作用2.3.1 動(dòng)物分組及模型構(gòu)建 sd大鼠80只，隨機(jī)分為假手術(shù)（sham） 組、i/r 組、gk（0.02 mg·kg-1）組、gk（0.1 mg·kg-1）組、gk（0.5 mg·kg-1）組、gk（2 mg·kg-1）組、gk（4 mg·kg-1）組、egb（8 mg·kg-1） 組，每組10只。其中給藥組在大鼠造模完成后次日給予尾靜脈注射治療，3 ml·

18、kg-1，每天1次，共3 d。取大鼠用10%水合氯醛（35 mg·kg-1，3.5 ml·kg-1）腹腔注射麻醉大鼠、仰臥位固定、備皮、碘伏消毒，頸部正中略偏右0.5 cm縱行切口，切口長約2.5 cm，鈍性分離皮下結(jié)締組織和肌肉，游離右側(cè)頸總動(dòng)脈（common carotid artery，cca）、頸外動(dòng)脈（external carotid artery，eca）和頸內(nèi)動(dòng)脈（internal carotid artery，ica）。在頸外動(dòng)脈遠(yuǎn)心端結(jié)扎，并用電凝筆凝斷，留一殘端；在頸外動(dòng)脈上剪一小口插入栓線，栓線沿頸外經(jīng)過分叉處、頸內(nèi)動(dòng)脈緩慢送往顱內(nèi)至大腦中動(dòng)脈的起始部

19、位，以阻斷中動(dòng)脈的血流，進(jìn)線長度自頸總動(dòng)脈分叉處1820 mm，在剪口處結(jié)扎固定栓線；將手術(shù)大鼠放在加熱器前保溫，缺血90 min時(shí)用乙醚麻醉，輕輕拔出栓線，eca殘端結(jié)扎，縫合大鼠。假手術(shù)組操作同上，僅暴露各組血管，而不進(jìn)行線栓插入。endprint2.3.2 神經(jīng)功能缺失體征評(píng)分 參考longa及bederson的5分制法72 h進(jìn)行評(píng)分。神經(jīng)功能完全正常為0分；提起鼠尾，手術(shù)對(duì)側(cè)前肢屈曲，無法完全伸直為1分，軀體向手術(shù)對(duì)側(cè)扭轉(zhuǎn)為2分；將鼠置于地面，行走時(shí)向手術(shù)對(duì)側(cè)轉(zhuǎn)圈為3分，向手術(shù)對(duì)側(cè)傾倒或無法自主行走，意識(shí)障礙為4分；死亡為5分。分值越高，說明動(dòng)物行為障礙越嚴(yán)重。2.3.3 腦梗死面積

20、檢測 脫頸椎處死大鼠，開顱取腦組織（去除嗅球、小腦、低位腦干），稱濕重，將腦組織放入-20 冰箱中速凍20 min，稍硬便于切片；切成6片，每隔2 mm切1片。第一刀在腦前極與視交叉連線中點(diǎn)處，第二刀在視交叉部位，第三刀在漏斗柄部位，第四刀在漏斗柄與后葉尾極之間；將腦片置于ttc中，37 避光染色30 min，間隔15 min翻轉(zhuǎn)腦片，用甲醛置換染液固定腦片；3 h后，拍照。2.4 數(shù)據(jù)處理資料數(shù)據(jù)以±s表示，所有數(shù)據(jù)采用spss 16.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，用one-way anova檢驗(yàn)進(jìn)行單因素方差分析。3 結(jié)果3.1 gk對(duì)paf誘導(dǎo)家兔血小板聚集的影響與生理鹽水組相比，gk

21、-組各含藥血清能明顯抑制paf誘導(dǎo)的血小板聚集（p<0.01），并呈劑量依賴性，隨著藥物濃度的提高，對(duì)血小板聚集的抑制作用逐漸增強(qiáng)，且抑制效果優(yōu)于gb組，見表1。3.2 gk對(duì)缺糖缺氧損傷的sh-sy5y細(xì)胞的影響ogd/r（模型組）的陽性細(xì)胞率高達(dá)48%，與溶劑對(duì)照組（2.33%）相比，細(xì)胞調(diào)亡顯著（p<0.01），造模成功；與模型組相比，gk各劑量組與egb組均能顯著逆轉(zhuǎn)缺氧復(fù)氧造成的細(xì)胞凋亡（p<0.01），且gk有明顯的劑量依賴關(guān)系，見圖1，2。3.3 gk對(duì)大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷的神經(jīng)保護(hù)作用3.3.1 神經(jīng)功能缺失體征評(píng)分 gk組和 egb組大鼠神經(jīng)功能缺失體

22、征評(píng)分較i/r組（模型組）大鼠均有顯著的降低，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p<0.05或p3.3.2 腦梗死面積檢測 大腦經(jīng)ttc染色后，正常腦組織呈鮮紅色，而梗死組織則呈白色，且界限分明。ttc染色結(jié)果見圖3，與假手術(shù)組相比，i/r組、gk組和egb組均出現(xiàn)不同程度的腦梗死，說明模型造模成功。而與i/r組相比，gk組和egb組大鼠的腦梗死面積均有明顯減?。╬<0.05或p<0.01），見表3。4 討論血小板聚集是指血小板被活化后相互之間黏附形成聚集物的現(xiàn)象，是形成血栓的重要原因。在腦缺血發(fā)生時(shí)，paf可以激活和聚集血小板，并釋放血管活性物質(zhì)如組織胺、白三烯等，進(jìn)一步加重腦水腫以及血

23、管栓塞；paf可以使神經(jīng)元膜內(nèi)外離子失衡，導(dǎo)致其功能紊亂，產(chǎn)生細(xì)胞源性腦水腫，同時(shí)可以阻斷神經(jīng)元內(nèi)線粒體的氧化磷酸化作用，導(dǎo)致神經(jīng)元的死亡8；paf能夠趨化并激活白細(xì)胞釋放炎性介質(zhì)，同時(shí)還可刺激白細(xì)胞產(chǎn)生自由基，二者相互作用能夠加重組織損傷并且加速炎癥進(jìn)展9；paf還能夠加重興奮性氨基酸毒性，對(duì)神經(jīng)細(xì)胞造成進(jìn)一步損傷10。paf的上述作用相互影響，互相促進(jìn)，從而在腦缺血發(fā)生時(shí)形成惡性循環(huán)，進(jìn)一步加重腦損傷。paf主要是通過與細(xì)胞膜表面的paf 受體結(jié)合而發(fā)揮生物效應(yīng)，paf受體拮抗劑則能拮抗或阻斷paf 與受體結(jié)合，阻止paf發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)11。gb為公認(rèn)的的paf受體拮抗劑，對(duì)paf誘導(dǎo)的血

24、小板聚集有明顯的抑制作用12。本研究發(fā)現(xiàn)：含gk藥物血清對(duì)paf誘導(dǎo)的洗滌血小板聚集的抑制作用明顯增強(qiáng)且在小劑量（0.010.16 mg·kg-1）下存在明顯的劑量依賴關(guān)系，隨著劑量增加到1 g·l-1，抑制活性依然呈上升趨勢但增加幅度降低。提示gk可能也是一種paf受體的拮抗劑，且活性優(yōu)于陽性藥gb。gk既然對(duì)血小板聚集有一定的抑制作用，推測對(duì)腦缺血損傷可能也存在保護(hù)作用。本研究建立體外細(xì)胞和體內(nèi)動(dòng)物模型來模擬缺血缺氧再灌注損傷來闡述gk在神經(jīng)保護(hù)方面的作用。sh-sy5y細(xì)胞的ogd 模型是模擬缺血性腦卒中的經(jīng)典模型，已成為離體水平研究腦缺血損傷機(jī)制及藥物作用的重要手段

25、。熒光染料 hoechst 33342 是一種可以穿透細(xì)胞膜，嵌入細(xì)胞核 dna 的細(xì)胞核染料，能少量進(jìn)入平常的細(xì)胞膜，使其染上低藍(lán)色，凋亡的細(xì)胞呈亮藍(lán)色，碘化吖啶（propidium iodide，pi）不能通過活細(xì)胞膜，但卻能穿過損壞的細(xì)胞膜而對(duì)核染色，即壞死細(xì)胞可被 pi 著色，呈紅色。二者的比值（在此用細(xì)胞陽性率表示）在一定程度上可以代表細(xì)胞的凋亡程度。本研究發(fā)現(xiàn)，sh-sy5y 細(xì)胞ogd/r損傷后，與對(duì)照組比，陽性率明顯升高，說明細(xì)胞凋亡水平明顯增加。gk可濃度依賴性地提高ogd/r損傷神經(jīng)細(xì)胞的活性，明顯降低ogd/r神經(jīng)細(xì)胞的凋亡。說明gk可以抑制神經(jīng)細(xì)胞的凋亡。有研究報(bào)道，g

26、k可以通過減少ros產(chǎn)生及ca2+內(nèi)流來保護(hù)pc12細(xì)胞抵抗谷氨酸誘導(dǎo)的損傷，同時(shí)還可以降低mda含量，caspase-3和下調(diào)bax/bcl-2比值以及減少ldh的釋放及抑制細(xì)胞色素c從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)13。gk對(duì)于h2o2誘導(dǎo)的pc12損傷的保護(hù)機(jī)制14也與上述基本一致，有可能gk對(duì)ogd/r損傷sh-sy5y細(xì)胞的存在相似的保護(hù)機(jī)制，但仍需要做進(jìn)一步的研究證實(shí)。腦缺血再灌注損傷后神經(jīng)細(xì)胞損傷主要包括壞死和凋亡。腦梗死中心區(qū)細(xì)胞迅速壞死，周圍缺血半暗帶內(nèi)的細(xì)胞則代謝反應(yīng)性增加，易于受到繼發(fā)的炎性反應(yīng)、水腫、鈣超載及過氧化物損害等而發(fā)生凋亡，如不及時(shí)糾正，半暗帶區(qū)將難以避免成為永久性梗死灶

27、的一部分15。因此，減少缺血早期梗死邊緣區(qū)神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，是治療腦缺血疾病的關(guān)鍵。缺血發(fā)生后，sod活性降低，mda含量升高，大量氧化產(chǎn)物降低線粒體膜電位，誘導(dǎo)ca2+內(nèi)流，進(jìn)而改變線粒體通透性，釋放相應(yīng)的凋亡因子，如細(xì)胞色素c，aif因子等，促進(jìn)細(xì)胞下游凋亡因子caspase-3蛋白的過多表達(dá)，最終，破壞dna的完整性，引起細(xì)胞凋亡16。本實(shí)驗(yàn)研究顯示，與模型組比較，gk各劑量組大鼠神經(jīng)功能行為學(xué)評(píng)分、腦梗死體積呈顯著性降低。表明gk能改善i/r大鼠神經(jīng)功能，減少腦缺血后神經(jīng)損傷。endprint綜合以上研究結(jié)果，gk通過拮抗paf的生物效應(yīng)來抑制血小板聚集以及后續(xù)級(jí)聯(lián)反應(yīng)來降低腦缺血再灌注

28、后造成的神經(jīng)損傷并抑制腦缺血再灌注后細(xì)胞凋亡來保護(hù)神經(jīng)元的損傷從而達(dá)到治療腦缺血的目的。參考文獻(xiàn)1 van beek t a. ginkgolides and bilobalide： their physical， chromatographic and spectroscopic propertiesj. bioorg med chem， 2005， 13（17）： 5001.2 braquet p， godfroid j j. paf-acether specific binding sites.2. design of specific antagonistsj. trends phar

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