色甘酸二钠对大鼠脑缺血/再灌注损伤的改善作用及其机制

doi:10.13481/j.1671-587X.20230511

摘要/Abstract

摘要：

目的探讨色甘酸二钠（SCG）对缺血性卒中（CIS）大鼠神经功能和认知功能的影响，阐明其作用机制。方法选取80只雄性SD大鼠，随机选取18只作为假手术组，剩余大鼠采用线栓法构建大鼠脑缺血/再灌注（I/R）损伤模型。将造模成功的45只大鼠随机分为I/R组、I/R+低剂量SCG组和I/R+高剂量SCG组，每组15只。造模后24 h，I/R+低剂量SCG组和I/R+高剂量SCG组大鼠分别腹腔注射20 和60 mg·kg^－1 SCG，连续2周。采用改良的神经功能缺损程度评分（mNSS）法评估各组大鼠神经功能评分，2，3，5-氯化三苯基四氮唑（TTC）染色检测各组大鼠脑梗死面积，Y型迷宫实验检测各组大鼠记忆能力，电生理检测各组大鼠正确反应率、正确反应时间和兴奋性突触后电位（fEPSP）斜率，高尔基染色检测各组大鼠脑组织中海马齿状回区树突棘密度，免疫荧光法检测各组大鼠脑组织中海马齿状回区5-溴脱氧尿嘧啶核苷（BrdU）阳性细胞数和双肾上腺皮质激素（DCX）蛋白表达水平， Western blotting法检测各组大鼠脑组织中脑源性神经营养因子（BDNF）、抗酪氨酸激酶受体B（TrkB）、神经生长因子3（NT-3）和抗酪氨酸激酶受体C（TrkC）蛋白表达水平。结果与假手术组比较，I/R组大鼠神经功能评分升高（P<0.05），脑梗死区域面积增大（P<0.05），正确反应率降低（P<0.05），正确反应时间增加（P<0.05），fEPSP斜率和树突棘密度降低（P<0.05），脑组织齿状回区BrdU阳性细胞数和DCX蛋白表达水平差异无统计学意义（P>0.05），海马组织中NT-3蛋白表达水平升高（P<0.05），而BNDF、TrkB和TrkC蛋白表达水平差异无统计学意义（P>0.05）。与I/R组比较，I/R+高剂量SCG组大鼠神经功能评分降低（P<0.05），脑梗死面积减少（P<0.05），正确反应率升高（P<0.05），正确反应时间减少（P<0.05），fEPSP斜率和树突棘密度升高（P<0.05），脑组织中海马齿状回区BrdU阳性细胞数和DCX蛋白表达水平明显升高（P<0.05），大鼠海马组织中BDNF、TrkB、NT-3和TrkC蛋白表达水平升高（P<0.05）。结论 SCG对I/R损伤模型大鼠神经功能与认知功能具有保护作用，其作用机制可能与SCG提高BDNF/TrkB和NT-3/TrkC信号通路蛋白表达及促进神经元增殖有关。

关键词: 色甘酸二钠, 卒中, 神经新生, 脑缺血, 再灌注损伤, 认知功能

Abstract:

Objective To discuss the effect of sodium cromoglycate （SCG） on the neural function and cognitive function in the rats with cerebral ischemic stroke （CIS）， and to clarify its mechanism. Methods A total of 80 male SD rats were selected and 18 were randomly selected as sham operation group. The remaining rats were constructed the cerebral ischemia/reperfusion（I/R） injury models by thread embolization method. The 45 successful modeling rats were randomly divided into I/R group， I/R + low dose of SCG group， and I/R +high dose of SCG group（n=15）.At 24 h after modeling， the rats in I/R+low dose of SCG group and I/R +high dose of SCG group were intraperitoneally injected with 20 and 60 mg·kg^－1 SCG for 2 weeks，respectively. The neurological scores of the rats in various groups were evaluated by modified neurological severity score（mNSS） criterion； the area of cerebral infarction was detected by using 2，3，5-triphenyltetrazolium chloride （TTC） staining；the Y-maze experiment was used to detect the memory abilities of the rats in various groups；electrophysiological measurement was used to analyze the accurate reaction rate， accurate reaction time， and field excitatory postsynaptic potential （fEPSP） slopes of the rats in various groups；Golgi staining was used to detect the morphology of dendritic spines in dentate gyrus of hippocampus in brain tissue of the rats in various groups；immunofluorescence method was used to detect the numbers of 5-bromodeoxyuridine （BrdU） positive cells and the expression levels of doublecortin （DCX） protein in dentate gyrus of hippocampus in brain tissue of the rats in various groups； Western blotting method was used to detect the expression levels of brain-derived neurotrophic factor （BDNF），tyrosine kinase B receptor （TrkB）， neurotrophin 3 （NT-3），and tyrosine kinase C receptor （TrkC） proteins in brain tissue of the rats in various groups. Results Compared with sham operation group， the neurological score and the cerebral infarction area of the rats in I/R group were increased（P<0.05），the accurate reaction rate was decreased （P<0.05），and the accurate reaction time was increased （P<0.05）， the fEPSP slope and the density of dendritic spine was decreased （P<0.05）， the number of BrdU positive cells in dentate gyrus of hippocampus in brain tissue and the expression level of DCX protein in hippocampus tissue had no significant differences（P>0.05），and the expression level of NT-3 protein in hippocampus tissue was increased（P<0.05），but the expression levels of BNDF，TrkB， and TrkC proteins had no significant differences（P>0.05）. Compared with I/R group， the neurological scores of the rats in I/R+high dose of SCG group was decreased （P<0.05）， the infarction area was decreased （P<0.05）， the accurate reaction rate was increased （P<0.05）， the accurate reaction time was decreased （P<0.05），the fEPSP slope and the dendritic spine density were increased （P<0.05），the number of BrdU positive cells and the expression level of DCX protein in dentate gyrus of hippocampus in the brain tissue were increased （P<0.05）， and the expression levels of BDNF，TrkB， NT-3， and TrkC proteins were significantly increased （P<0.05）. Conclusion SCG has the protective effect on the neurological and cognitive functions in the I/R model rats and its mechanism may be related to the increasing of the expressions of BDNF/TrkB and NT-3/TrkC signaling pathway related proteins and promoting the proliferation of the neurons.

Key words: Sodium cromoglycate, Stroke, Neurogenesis, Brain ischemia, Reperfusion injury, Cognitive function

中图分类号:

R364.6

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Group	Number of BrdU positive cells	Expression level of DCX protein
Sham operation	7.33±1.53	497.86±38.62
I/R	10.00±2.65	594.94±54.67
I/R+low dose of SCG	13.00±3.61	667.37±44.45
I/R+high dose of SCG	20.33±2.08^*	936.61±55.13^*

Group	BDNF	TrkB	NT-3	TrkC
Sham operation	0.23±0.04	0.26±0.06	0.08±0.01	0.22±0.02
I/R	0.30±0.03	0.37±0.05	0.14±0.03^*	0.20±0.04
I/R+low dose of SCG	0.36±0.05	0.39±0.07	0.17±0.03	0.26±0.01
I/R+high dose of SCG	0.82±0.07^△	1.02±0.14^△	0.62±0.07^△	0.41±0.03^△

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