银杏叶提取物预防雌性小鼠缺血性脑损伤,其机制独立于HO1/Wnt通路

Ginkgo biloba Extract Prevents Female Mice from Ischemic Brain Damage and the Mechanism Is Independent of the HO1/Wnt Pathway.

作者信息Jatin Tulsulkar, Bryan Glueck, Terry D Hinds, Zahoor A Shah
PMID26573919
发布时间2016-04
DOI10.1007/s12975-015-0433-7

实验完整度

高

包含体内动物模型(OVX雌性小鼠pMCAO)、行为学评估、蛋白表达分析、免疫组化及体外细胞报告基因实验等多层级验证,明确涉及功能验证与机制验证。

主要模型

OVX雌性C57BL/6小鼠永久性大脑中动脉闭塞(pMCAO)模型 COS-7细胞(非洲绿猴肾细胞,用于雄激素受体报告基因实验)

重点核对

动物品系:C57BL/6雌性小鼠,8-10周龄,20-25克 给药方案:EGb 761口服,OVX后24小时开始,持续7天,剂量文中未明确说明 手术模型:永久性大脑中动脉闭塞(pMCAO) 检测指标:梗死体积、神经功能缺损评分(NDS)、抓握力、caspase-3活性、蛋白表达(caspase-3, caspase-8, TNF-α, VEGF, eNOS, HO1, Wnt)、神经发生(BrdU/Netrin-1阳性细胞)、雄激素受体表达及活性

摘要

众所周知,在实验性或临床性中风过程中,脑损伤和功能预后方面存在性别差异。我们之前曾报道过银杏叶/EGb 761®(EGb 761)在雄性小鼠的短暂性和永久性脑缺血模型中的神经保护作用,其作用机制归因于血红素加氧酶1(HO1)/Wnt通路的上调。在此,我们试图研究EGb 761在去卵巢雌性小鼠中风后的保护作用是否也由HO1/Wnt通路介导。雌性小鼠被切除卵巢(OVX)以去除雌激素的保护作用,并在诱导永久性大脑中动脉闭塞(pMCAO)前给予EGb 761治疗7天,并允许其存活额外7天。在第8天,处死动物,取脑用于梗死体积分析、蛋白质印迹和免疫组织化学。与Veh/OVX动物相比,接受EGb 761治疗的OVX雌性小鼠显示出显著较低的梗死面积。雌性小鼠中的EGb 761治疗通过阻止caspase-3裂解和阻断外源性凋亡通路来抑制细胞凋亡。与Veh/OVX组相比,EGb 761预处理显著增强了OVX小鼠的神经发生,并显著上调了雄激素受体表达,而HO1/Wnt信号没有变化。这些结果表明,EGb 761通过改善抓握力和神经功能缺损来预防OVX雌性小鼠的脑损伤,其作用机制不通过HO1/Wnt,而是通过阻断外源性凋亡通路。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
EGb 761预处理是否对去卵巢雌性小鼠的永久性脑缺血具有神经保护作用,以及其作用机制是否由HO1/Wnt通路介导。
核心机制
EGb 761通过阻断外源性凋亡通路(抑制caspase-3裂解和caspase-8表达)、降低炎症因子TNF-α、上调血管生成因子VEGF和eNOS、增强神经发生并激活雄激素受体来发挥神经保护作用,且该作用独立于HO1/Wnt通路。
主要证据
OVX雌性小鼠pMCAO模型中,EGb 761预处理显著降低梗死体积、改善神经功能评分和抓握力;蛋白印迹显示cleaved caspase-3和caspase-8表达下调,TNF-α降低,VEGF和eNOS上调,HO1和Wnt无变化;免疫组化显示BrdU/Netrin-1阳性细胞增多,AR表达增强;体外COS-7细胞报告基因实验证实EGb 761剂量依赖性激活AR。
研究意义
研究表明EGb 761在雌性中的神经保护机制与雄性不同,可能为中风提供更安全、更有效的替代治疗策略,尤其是针对绝经后女性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

OVX模型建立及EGb 761预处理

去除内源性雌激素的影响,建立模拟绝经后状态的雌性小鼠模型,并给予EGb 761预处理以评估其预防性保护作用。

雌性C57BL/6小鼠行双侧卵巢切除术,恢复7天。术后24小时开始口服EGb 761或溶剂,每日一次,持续7天。

2

永久性大脑中动脉闭塞(pMCAO)诱导局灶性脑缺血

建立永久性局灶性脑缺血模型,模拟临床缺血性卒中。

采用颅内入路,使用双极凝固器永久闭塞并切断右侧大脑中动脉远端。

3

神经功能评估

评估EGb 761预处理对OVX雌性小鼠缺血后神经功能恢复的影响。

在pMCAO前4h及术后24h和7天,使用抓握力计测量抓握力;术后7天由盲法评估者进行28分制神经功能缺损评分(NDS)。

4

梗死体积与组织学分析

量化脑梗死体积并评估组织损伤程度。

术后第8天处死动物,取脑,进行TTC染色或免疫组化分析梗死体积。

5

蛋白表达分析(Western blot)

检测缺血脑组织中凋亡、炎症、血管生成及HO1/Wnt通路相关蛋白的表达水平。

取脑皮层,提取胞浆蛋白,通过Western blot检测HO1、Wnt、cleaved caspase-3、caspase-8、TNF-α、VEGF、eNOS等蛋白表达,以actin为内参。

6

凋亡检测

验证EGb 761对缺血诱导的细胞凋亡的抑制作用。

测定caspase-3活性(使用Ac-DEVd-AMC底物)并通过Western blot检测cleaved caspase-3和caspase-8表达水平。

7

免疫组化检测神经发生、突触导向分子及雄激素受体表达

评估EGb 761对神经干细胞增殖与迁移、雄激素受体表达的影响。

脑切片进行BrdU/Netrin-1/DAPI三标免疫荧光,计数脑室下区至损伤区域的BrdU/Netrin-1双阳性细胞;同时检测DCC、UNC5B及AR表达。

8

雄激素受体活性报告基因实验

体外验证EGb 761能否激活雄激素受体(AR)转录活性。

在无内源性AR的COS-7细胞中,共转染AR表达质粒或空载体、ARE-luc报告基因及pRL-CMV内参质粒,分别用溶剂、R1881(10nM)或不同浓度EGb 761(0.1, 1.0, 10, 100 mg/ml)处理24小时,测定双荧光素酶活性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
EGb 761Willmar Schwabe Pharmaceuticals--
Bradford试剂Bio-Rad laboratories--
小鼠抗肌动蛋白抗体Sigma--
小鼠抗HO1抗体----
兔抗VEGF抗体Santa Cruz--
兔抗TNF-α抗体Santa Cruz--
兔抗Wnt抗体Abcam--
兔抗eNOS抗体Abcam--
兔抗caspase-3抗体Cell Signaling--
兔抗caspase-8抗体Bioss--
羊抗小鼠或抗兔二抗Jackson ImmunoResearch Laboratories--
小鼠抗BrdU抗体Thermo Scientific--
鸡抗Netrin抗体Thermo Scientific--
兔抗UNC5B抗体Abcam--
兔抗AR抗体Thermo Scientific--
兔抗DCC抗体Abcam--
荧光二抗Jackson Immuno Research--
DAPISanta Cruz--
COS-7细胞----
GeneFect转染试剂Alkali Scientific, Inc.--
双荧光素酶检测系统Promega--
Ac-DEVd-AMC底物Promega--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型与分组
雌性C57BL/6小鼠(8-10周龄,20-25克)、卵巢切除术、随机分组、EGb 761给药剂量及方式
阅读提示:参见Materials and Methods: Animals and treatment, Ovariectomy and drug treatment
缺血模型建立
pMCAO手术细节(麻醉、体温维持、钻孔位置和大小、闭塞方式)
阅读提示:参见Materials and Methods: Permanent middle cerebral artery occlusion (pMCAO)
神经功能评估
NDS评分标准、抓握力测试时间点及设备
阅读提示:参见Materials and Methods: Grip Strength, Neurological deficit scoring (NDS)
蛋白表达分析
蛋白提取缓冲液成分、抗体稀释度、上样量、内参选择
阅读提示:参见Materials and Methods: Western blotting
免疫组化与神经发生
脑切片厚度(6µm)、BrdU给药方案、抗原修复条件、抗体稀释度和阳性细胞计数区域
阅读提示:参见Materials and Methods: Brain sectioning and immunohistochemistry
体外AR报告基因实验
COS-7细胞转染方案、EGb 761浓度、R1881浓度、处理时间、报告基因系统
阅读提示:参见Materials and Methods: Transfection and reporter assays