中南大学团队揭秘:经典名方血府逐瘀汤如何拯救严重颅脑外伤患者,作用机制大揭秘!

2024-06-06 梅斯循证中医药 MedSci原创

文章研究了XFZYD在sTBI中的神经保护作用。

创伤性脑损伤(TBI)通常起源于原发性损伤,易导致脑组织严重受损,从而引发炎症反应,造成神经元大量死亡,以及突触连接的丧失或中断,这些病理过程最终会导致患者出现认知功能障碍。研究表明,约65%的中度至重度创伤性脑损伤(sTBI)患者会面临持续的认知障碍问题,而能够改善突触可塑性的相关因素,对这些患者的康复过程具有显著的积极意义。

然而,由于sTBI复杂的病理生理机制,当前的药物治疗手段在临床试验中尚未能达到理想的疗效。因此,sTBI的治疗管理仍面临诸多实质性障碍,亟需探索并开发更为有效的治疗方法,以应对这一全球性的健康挑战。

血府逐瘀汤(XFZYD),源自《医林改错》。该方剂具有显著的活血化瘀、行气止痛之功效。在临床实践中,XFZYD常用于治疗多种疾病,包括风湿性心脏病、胸部挫伤以及肋软骨炎等所引发的胸痛症状。此外,对于脑血栓形成、高血压病、高脂血症、血等引发的头痛、头晕等瘀阻气滞范畴的病症,亦能发挥积极的治疗效果。然而,目前关于XFZYD对sTBI的影响及其内在作用机制,尚需进一步深入研究和阐明

近日,一篇名为“Xuefu Zhuyu decoction promotes synaptic plasticity by targeting miR-191a-5p/BDNF-TrkB axis in severe traumatic brain injury”的文章研究了XFZYD在sTBI中的神经保护作用。

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图1 论文首页

XFZYD对sTBI后的大鼠具有显著的神经保护作用

研究采用mNSS测试方法对体重变化进行了评估,并深入探讨了XFZYD对神经功能的影响(图2A)。与Sham组相比,其余四组大鼠在sTBI后体重呈现出轻微的下降趋势(图2B),第7天和第14天,各组大鼠的体重均出现了明显的增长趋势。

此外,研究通过mNSS评分对大鼠的神经功能状态进行了量化评估。结果显示,在TBI术后的第1、3、7、14天,sTBI组的mNSS评分均显著高于Sham组,提示sTBI患者存在显著的神经功能缺损。然而,第3、7和14天,经不同剂量XFZYD处理的大鼠,其mNSS评分均出现了显著的降低,特别是中等剂量组(M:9g/kg),表现出了更为明显的改善效果(图2C)。

组织病理学研究显示,Sham组大鼠的海马CA1和DG区神经元及胶质细胞排列整齐,结构完整,呈现出正常的组织形态。而在sTBI组中,海马损伤部位周围存在明显的神经元变形、不补全、坏死以及炎症浸润等病理改变。经XFZYD(M:9g/kg)处理的大鼠,其海马神经元排列更为规则,形态更为完整,病理损伤及炎症浸润程度均有所减轻(图2D)。

同时,Nissl染色结果显示,在sTBI组中,海马神经元形态异常,细胞体积小,神经元不完全破裂,密度降低。相比之下,XFZYD(M:9g/kg)处理后,海马神经元呈现出规则的形态,细胞排列紧密,存活的神经元数量显著增加(图2E、G、H)。

综上所述,XFZYD能够有效改善sTBI后14天大鼠的神经损伤,为今后的临床应用提供了有力的实验依据

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图2 XFZYD对sTBI大鼠的神经保护作用

XFZYD下调sTBI后海马区促炎因子的表达,抑制星形胶质细胞和小胶质细胞的活化

为了深入研究XFZYD对sTBI术后海马炎症反应的影响,研究采用了qRT-PCR技术,精确检测了促炎细胞因子的释放情况。结果表明,经过XFZYD治疗后,sTBI后海马体中的TNF-α、IL-1β和IL-6等炎症因子的水平得到了显著抑制,尤其是在给予中等剂量XFZYD的条件下(图3A-C)。

此外,研究还发现,sTBI组的GFAP和IBA-1荧光强度相较于Sham组呈现出明显增强的趋势。这提示sTBI术后,海马中的星形胶质细胞小胶质细胞不仅在数量上有所增加,而且在形态上也发生了显著变化。值得注意的是,通过给予适当剂量的XFZYD治疗(M:9g/kg),这些由sTBI引起的变化得到了有效逆转(图3D-H)。

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图3 XFZYD对sTBI术后海马的抗炎作用

XFZYD激活BDNF-TrkB信号,增加sTBI后海马体突触连接的数量

酪氨酸激酶B(TrkB)是BDNF的核心受体。通过Western blot分析,研究者系统地探讨了Sham组、严重颅脑外伤组以及XFZYD组中BDNF、总TrkB和p-TrkB的表达动态(图4A)。结果显示,XFZYD能够显著扭转严重颅脑外伤后BDNF表达水平的下降趋势(图4B)。此外,研究还观察到,在遭受严重颅脑外伤后,p-TrkB/TrkB比率显著下降,而XFZYD组的p-TrkB/TrkB比率则出现了显著的上调趋势(图4C)。

为进一步深入探究海马突触的结构与功能变化,研究采用了高精度的透射电子显微镜技术。通过对海马突触的数量、超微结构、突触隙的成分以及突触后致密区(由箭头明确标记的突触连接)的细致观察与分析,研究者发现XFZYD治疗能够有效改善严重颅脑外伤导致的海马突触数量减少和结构损伤问题(图4D)。

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图4 XFZYD激活了BDNF-TrkB信号通路,增加了脑外伤后大鼠海马的突触连接

XFZYD提高了sTBI后海马体中的突触功能相关蛋白

由于体内外实验均已证实XFZYD能显著促进BDNF表达水平的提升,而GO分析亦表明BDNF与突触功能紧密相关。为深入探究其功能机制,研究进一步采用免疫荧光染色技术,对与功能相关的蛋白表达进行评估。

通过免疫荧光显微镜和ImageJ软件的联合应用,得以直观展示并精准量化生长相关蛋白43(GAP43)、β-管蛋白同功型III(TUBB3)以及突触后密度蛋白95(PSD-95)的表达情况。GAP43作为关键轴突相关蛋白,在神经突起生长过程中发挥重要作用;TUBB3则对轴突的正确引导、成熟及维持至关重要;而PSD95则被视为突触可塑性的重要标志物。

结果显示,在严重颅脑外伤后,海马区域中GAP43的免疫荧光强度呈现上升趋势,经过XFZYD治疗后,其表达水平得到进一步增强(图5A–E)。然而,对于TUBB3和PSD95而言,在颅脑外伤后其免疫荧光强度均有所下降,但在XFZYD治疗后则表现出明显的回升趋势(图5F–K)。这些发现为深入理解XFZYD对颅脑外伤后神经功能恢复的作用机制提供了重要线索

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图5 XFZYD增加了TB后大鼠海马中GAP43、TUBB3和PSD95的表达

结论

总之,该成果为XFZYD在治疗sTBI方面提供了新的理论基础,有助于推动其在临床实践中的进一步应用

参考文献:

Pei Z, Guo X, Zheng F, Yang Z, Li T, Yu Z, Li X, Guo X, Chen Q, Fu C, Tang T, Feng D, Wang Y. Xuefu Zhuyu decoction promotes synaptic plasticity by targeting miR-191a-5p/BDNF-TrkB axis in severe traumatic brain injury. Phytomedicine. 2024 Jul;129:155566. doi: 10.1016/j.phymed.2024.155566

作者:梅斯循证中医药



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