论文部分内容阅读
目的:探讨姜黄素(curcumin,CUR)对大鼠脊髓损伤后心、肺功能改变作用及其分子机制,阐明姜黄素通过ST2/IL-33炎性信号转导通路在改善大鼠脊髓损伤诱导的心、肺功能障碍中发挥的作用,为临床采用姜黄素治疗大鼠脊髓损伤后心、肺功损伤提供坚实的理论依据和药效学基础。方法:随机选取30只SD雌性大鼠进行基础饲料适应性饲养1周后称重,采用随机数字表法将上述大鼠分为3组,分别为假手术组(Sham,n=10)、模型组(SCI,n=10)和姜黄素组(CCUR,n=10,70 mg/kg),每组各10只。模型组和姜黄素组均采用Allen’s打击法构建大鼠脊髓损伤模型,造模成功后姜黄素组给予姜黄素70mg/kg灌胃进行药物干预;模型组采用相同干预途径给予等量生理盐水,给药周期共计2周。假手术组始终采用基础饲料进行喂养并给予等量生理盐水代替药物干预。所有受试对象给予药物干预2周后采用BBB评分、Rivlin斜板试验评估姜黄素对脊髓损伤大鼠后肢运动功能的影响;术后14 d,采用H&E染色法观察各组大鼠脊髓及心、肺组织形态学改变;术后14 d检测大鼠心、肺功能指标每搏输出量(SV)、心输出量(CO)、肺动脉压(PASP)、射血分数(EF)、动脉血氧分压(PaO?)、动脉血二氧化碳分压(PaCO?)和动脉血氧饱和度(SaO?)改善情况。同时,酶联免疫吸附法(ELISA)检测脊髓损伤大鼠血清心、肺功能指标sST2和NT-proBNP以及炎性因子IL-6、IL-1β、IL-33和TNF-α表达的变化。此外,实时定量PCR法(qRT-PCR)和蛋白免疫印迹法(Western blot)法分别检测脊髓损伤大鼠心、肺组织sST2/IL-33炎性信号分子以及脊髓胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、波形蛋白(Vim)和硫酸软骨素蛋白多糖(CSPG3)蛋白水平的影响。所有数据均采用SPSS 24.0统计学软件和Graphpad prism 7软件进行分析处理,以P<0.05为差异具有统计学意义。结果:1.BBB评分结果表明,SCI组和CUR组大鼠术后后肢运动功能评分明显低于Sham组(P<0.01)。术后3 d,CUR组大鼠BBB评分较SCI组有所提高,但差异并无统计学意义;术后7 d、14 d,CUR组大鼠后肢运动功能BBB评分显著高于SCI组(P<0.05)。Rivlin斜板结果显示,术后14 d,CUR组大鼠斜板临界度数均值高于SCI组(P<0.05),提示姜黄素能够促进脊髓损伤大鼠后肢运动功能的恢复。2.HE染色结果表明,脊髓损伤后脊髓组织结构破坏、炎性细胞浸润、神经纤维紊乱,而姜黄素可以改善大鼠脊髓损伤后的神经元损伤,提示姜黄素能够明显缓解脊髓损伤后大鼠的脊髓和心、肺组织病理损伤。3.心、肺功能指标检测结果表明,与假手术组相比,模型组大鼠脊髓损伤后其心、肺功能明显减弱,表现为大鼠的心功能指标包括每搏输出量(SV)、肺动脉压(PASP)、射血分数(EF)、动脉血氧分压(PaO?)、动脉血二氧化碳分压(PaCO?)和动脉血氧饱和度(SaO?)明显降低,差异有统计学意义(P<0.05);而与模型组相比,姜黄素组脊髓损伤大鼠的心、肺功能明显增强,差异有统计学意义(P<0.05),提示姜黄素能够明显改善脊髓损伤大鼠心、肺功能。4.ELISA血清炎性因子及sST2/IL33炎性信号分子检测结果显示,与假手术组相比,模型组大鼠脊髓损伤后血清中炎性因子IL-6、IL-1β、IL-33和TNF-α的表达以及sST2和NT-proBNP3炎性信号分子表达显著增加,差异有统计学意义(P<0.05);而与模型组相比,姜黄素组脊髓损伤大鼠血清中炎性因子IL-6、IL-1β、IL-33和TNF-α的以及sST2和NT-proBNP3炎性信号分子表达明显降低,差异有统计学意义(P<0.05),提示姜黄素能够明显抑制脊髓损伤大鼠体内炎性反应。5.Western blot检测sST2/IL33炎性信号分子结果显示,与假手术组相比,模型组大鼠脊髓损伤后心、肺组织中sST2和IL-33的蛋白表达水平显著上调,差异有统计学意义(P<0.05);而与模型组相比,姜黄素组脊髓损伤大鼠心、肺组织中sST2和IL-33的蛋白表达水平显著下调,差异有统计学意义(P<0.05),提示姜黄素能够明显抑制脊髓损伤大鼠体内sST2/IL33炎性信号。6.qRT-PCR和Western blot检测胶质瘢痕形成情况结果显示,与假手术组相比,模型组大鼠脊髓损伤后髓胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、波形蛋白(Vim)和硫酸软骨素蛋白多糖(CSPG3)蛋白水平显著上调,差异有统计学意义(P<0.05);而与模型组相比,姜黄素组脊髓损伤大鼠脊髓胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、波形蛋白(Vim)和硫酸软骨素蛋白多糖(CSPG3)蛋白水平显著下调,差异有统计学意义(P<0.05),提示姜黄素能够明显抑制几所损伤大鼠胶质瘢痕形成。结论:1.姜黄素能显著增强脊髓损伤大鼠后肢运动功能的恢复并降低其脊髓、心、肺组织病理损伤。2.姜黄素可能通过抑制sST2/IL33炎性信号通路而发挥对脊髓损伤大鼠心、肺功能的保护作用。3.姜黄素能够明显抑制脊髓损伤大鼠体内炎性因子和sST2/IL33炎性信号分子表达。4.姜黄素能够明显抑制脊髓损伤大鼠的脊髓胶质瘢痕形成。