黄芪注射液对大鼠急性脊髓损伤的神经保护作用及机制研究

  目的  基于细胞凋亡Fas和TRAIL死亡受体信号通路探讨黄芪注射液对大鼠急性脊髓损伤(SCI)的神经保护作用及机制。  方法  40只健康的雄性SD大鼠随机分为假手术组，SCI模型组, 黄芪注射液低、中、高剂量(1、2、4 mL · kg-1)组, 每组8只。采用改良的重物打击法构建大鼠急性SCI模型; 按照BBB评分和Rivlin斜板实验评价大鼠运动功能; 苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin, HE)染色检测脊髓组织病理变化; 尼氏染色法检测脊髓神经元细胞损伤程度; 高通量转录组测序分析差异表达基因; qPCR验证基因转录水平的表达量; 利用TUNEL试剂盒检测各组脊髓细胞凋亡情况; Western blot检测凋亡通路关键蛋白表达水平。  结果  BBB评分和斜板试验结果显示, 与假手术组比较, 模型组大鼠表现出明显的运动功能障碍; HE染色显示模型组脊髓组织病理病变严重; 模型组尼氏染色着色较浅, 神经元细胞损伤严重; 与假手术组比较, 模型组脊髓中4 597个基因差异表达, Fas、TRAIL、Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9和Bax蛋白表达显著上调(P < 0.01), Fas凋亡抑制分子FAIM和抗凋亡因子Bcl-2的蛋白表达量显著降低(P < 0.01)。与模型组比较, 黄芪注射液组的BBB评分、Rivlin斜板度数显著升高(P < 0.05, P < 0.01), 组织病变程度较小, 尼氏染色着色程度随剂量升高而变深, 黄芪注射液高剂量组脊髓神经细胞损伤和凋亡得到显著缓解(P < 0.01)。转录组测序和qPCR结果显示: 与模型组比较, 黄芪注射液中、高剂量组中参与细胞凋亡调控的FAIM和TRAIL mRNA差异表达(P < 0.01), 黄芪注射液高剂量组Fas、TRAIL、Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9和Bax蛋白表达被剂量依赖性地抑制(P < 0.05，P < 0.01), FAIM和Bcl-2的蛋白表达上调(P < 0.01)。  结论  黄芪注射液可能通过对死亡受体途径Fas和TRAIL蛋白的抑制, 进而调控神经元细胞的程序性凋亡, 发挥对SCI的神经保护作用, 改善脊髓组织损伤病变程度, 加速后期神经运动功能障碍的恢复。 

Neuroprotective Effect and Mechanism of Astragalus Injection on Acute Spinal Cord Injury in Rats