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土家族麝針療法對缺血性腦中風大鼠的腦保護作用機制研究

2016-06-27 11:32涂星張燕向陽田春漫張棋郜紅利
中國民族民間醫藥·下半月 2016年5期
關鍵詞:腫瘤壞死因子血液流變學干擾素

涂星 張燕 向陽 田春漫 張棋 郜紅利

【摘要】目的:觀察土家族麝針療法對缺血性腦中風大鼠的腦保護作用,并初步探其作用機制。方法:以雄性SD大鼠為研究對象,隨機分為假手術組、模型組、天然麝香麝針組和人工麝香麝針組。采用線栓法制備大鼠腦缺血性中風模型,按照Zea-longa5級評分法選取造模成功的大鼠,分別給予相應治療措施。采用Garcia復合評分法評價大鼠神經功能;采用全自動血液流變學檢測儀檢測大鼠全血粘度、血小板最大聚集率、凝血酶時間和凝血酶原時間;采用Elisa法測定血清中細胞因子IFN-β和TNF-α的含量;SP法測定腦組織中NF-κB p65的表達情況。結果:采用線栓法建立的缺血性腦中風大鼠Garcia神經功能評分、凝血酶時間和凝血酶原時間顯著下降,全血粘度、血小板最大聚集率、TNF-α的含量和NF-ΚB p65陽性細胞表達顯著升高(P<005);采用土家麝針療法治療后,其神經功能評分、凝血酶原時間、干擾素-β的含量顯著升高,全血粘度、血小板最大聚集率、TNF-α的含量和NF-κB p65陽性細胞表達顯著降低(P<005),對凝血酶時間無顯著影響;天然麝香與人工麝香所制備的麝針療法對上述指標的影響無顯著差異,但前者恢復神經功能起效迅速,持續作用效果更明顯。結論:線栓法所致缺血性腦中風的神經功能損傷可能與血黏度和血小板最大聚集率增加、凝血酶時間和凝血酶原時間的縮短、血清中細胞因子TNF-α含量的升高及腦組織中NF-κB p65陽性細胞表達增加有關。土家麝針療法可顯著改善缺血性腦中風的神經功能,其機理可能與改善其血液流變學特征,降低促炎因子TNF-α釋放而增加神經保護因子干擾素-β的釋放、降低腦組織中NF-κB p65陽性細胞表達有關。人工麝香可替代天然麝香作為麝針療法的藥物來源。

【關鍵詞】土家麝針療法;缺血性腦中風;血液流變學;腫瘤壞死因子-α;干擾素-β;核轉錄因子 P65

【中圖分類號】R29【文獻標志碼】 A【文章編號】1007-8517(2016)10-0002-06

Abstract:Objective To observe the protective effect of Tujia medicine Musk needle therapy on ischemic stroke in rats and preliminary explore the mechanism of the effect.Methods Male Sprague Dawley rats was used as the research object, and all rats were randomly divided into sham-operation group, model group, natural musk needle group and synthetic musk needle group. The ischemic stroke model was prepared by thread approach, screened the ischemic stroke rats according to Zea-longa scoring method. Rat in natural musk needle group and synthetic musk needle group were given needle therapy twice a day, 5 days for a period of treatment, for a total of 3 period of treatment; rats in sham-operation group and model group were fetched and bind fixed without needle therapy as the same time. Then Garcia scoring method was used to evaluate the neurological function; automatic hemorheology detector was used to analysis the whole blood viscosity(WBV), platelet maximum aggregation rate(PMAR), thrombin time(TT) and prothrombin time(PT); enzyme-linked immuno sorbent assay(ELISA) method was used to detect the levels of interferon factor beta(IFN-β) and tumor necrosis factor alpha(TNF-α); SP immunohistochemical method was used to detect the positive expression of nuclear factor-κB(NF-κB) p65 in brain tissue. Results Garcia score, PT, TT decreased significantly while WBV, PMAR, level of TNF-α and positive expression of NF-κB p65 increased significantly in ischemic stroke model rats. The Garcia score, PT, increased significantly while WBV, PMAR, level of TNF-α and positive expression of NF-κB p65 decreased significantly after treating by Tujia medicine musk needle therapy, but it had no effect on TT. There no difference of these indexes between natural musk needle group and synthetic musk needle group, but it showed that the natural musk needle worked more quickly and continued for a long time. Conclusions Theneurological deficit of ischemic stroke caused by thread approach may have something to do with the increasing of WBV and PMAR, decreasing of TT and PT, increasing level of TNF-α and positive expression of NF-κB p65. Tujia medicine musk needle therapy has a goodneuronal function restoration effect on theischemic stroke rats. The mechanism may be related to improve the blood rheology characteristic, reduce the release of pro-IFNlammatory factors like TNF-α while increase the release of the nerve protection factor like IFN-β and lower the positive expression of NF-κB p65 cells in brain. Synthetic musk could use as a alternative source of natural musk in Tujia medicine musk needle therapy.

Keywords:Tujia medicine musk needle therapy;ischemic stroke; blood rheology characteristic; TNF-α; IFN-β; NF-κB p65

麝針療法是土家族民間流傳甚久的一種常用治療方法,對膿皰、癤腫、疔瘡、關節扭傷所致腫脹瘀血疼痛、急癥暴癥、傷寒頭痛等均有較好的療效。麝針是用香獐子的門牙制成,抓捕時扣掉牙(長約5~8cm,呈半圓形,根部稍大,前端尖銳,齒內有骨髓填滿),挑出骨髓,從根部放入麝香,然后將根部扎緊,封閉,將前端磨銳,即得[1]。田琨等[2]采用頭皮麝針治療中風病30例,發現完全恢復16例,顯效10例,好轉3例,總有效率為966%。

香獐子又名原麝,主要分布與人跡罕至的針闊混交林帶,香獐子屬于國家一級重點保護野生動物,使得土家族麝針療法的發展受到了極大的限制。研究采用自制麝針替代傳統土家族麝針,探討土家族麝針療法對線栓法所致腦缺血中風模型大鼠的腦保護作用及其機制,促進土家族醫藥的發展。

1材料與方法

11材料

111實驗動物選用清潔級健康雄性SD大鼠70只,5~7周齡,體重(200±20)g,購于重慶醫科大學實驗動物中心,許可證號:SCXK(渝)2012-0001。

112藥品和試劑天然麝香(湖北民族學院中醫藥學院實驗室自存,經湖北民族學院中醫藥學院朱敏英副教授鑒定為麝科動物雄性林麝Moschus berezovskii Flerov位于肚臍和生殖器之間的腺體中的干燥分泌物);人工麝香(純麝香粉,批號:20141025,安徽亳州國藥中藥草堂);水合氯醛(CP,批號:150307,廣州化學試劑廠);兔抗大鼠多克隆核轉錄因子(NF-κB p65)(一抗測定試劑盒,批號:BA0610,武漢博士德生物試劑公司;二抗測定試劑盒,批號:501101,北京中杉金橋生物技術有限公司);TNF-α ELISA 試劑盒(批號:E013116,美國eBioscience公司);IFN-β(美國eBioscience公司)等。

113儀器一次性注射針頭(5號,05mm外徑,針頭長度2cm);全自動血液流變學檢測儀(天津市冠嘉醫療設備有限公司);BX41 數碼顯微鏡(日本OLYMPUS公司);DRP-9082型電熱恒溫培養箱(上海森信實驗儀器有限公司);電熱恒溫水浴箱(北京長安科學儀器廠);LEICA300脫水機、LEICA RM2235切片機、LEICA EG1150石蠟包埋機(德國徠卡公司);微量移液器(德國Eppendorf公司);L420臺式低速離心機(湘儀離心機儀器有限公司);低速高溫離心機(美國Thermo Electron公司);酶標定量測定儀(德國Thermo公司);超純水純化系統(美國Millipore公司)等。

12方法

121腦缺血中風模型大鼠的制備和評價參考文獻[3-4]制備尼龍線:取直徑為025mm的尼龍線,剪成50mm長的小段,在線的一端用酒精燈燒成光滑的圓球,并在距球端180mm處用紅色記號筆標記,備用。用前以消毒酒精擦拭。

取SD大鼠,隨機分為模型組(n=60)和假手術組(n=10)。參考文獻[5-6],采用頸內動脈線栓法制備大鼠腦缺血中風模型。用10%水合氯醛030g/kg劑量腹腔注射麻醉大鼠,仰臥位固定,頸前正中縱形切口,鈍性分離皮下組織和肌肉,分離出左側總動脈(CCA)、頸外動脈(ECA)和頸內動脈(ICA),在CCA近心端和遠心端及ICA掛上手術線備用,微動脈夾夾住ICA,然后在近心端用手術線結扎CCA、ICA。在ECA距離ICA分叉處2~3mm處用小剪刀剪開一小口,將上述尼龍線插入ECA 并進入CCA,輕扎備線,防止出血,剪斷ECA,松開ICA 的動脈夾,牽引ECA,使其和ICA 約成一直線,輕輕回抽尼龍線,使其順入ICA,繼續向下推進約18 mm。松開CCA 動脈夾,扎緊備線,外留1 cm 長線頭,縫合皮膚,回籠飼養。假手術組大鼠同法分離動脈后不進行線栓栓塞,縫合肌肉和皮膚。

按照Zea-Longa5級評分法[7-8]對造模大鼠進行評分:0分,無神經損傷癥狀;1分,不能完全伸展對側前爪;2分,向外側轉圈,成追尾狀;3分,爬行時向對側傾倒;4分,不能自然行走,意識喪失。1~4分大鼠為成功的腦缺血中風模型大鼠,選取評分為1~3分的大鼠開展后續實驗。

122麝針的制備和鑒定[2,9]分別稱取天然麝香和人工麝香各10g,溶于100ml 95%乙醇溶液中,待完全溶解呈淡黃棕色溶液后,將5號一次性注射針頭浸泡入內1周。隨機抽取3~5根針頭,置于載玻片上,滴加10%水合氯醛2滴,10min后顯微鏡下(10×40倍)觀察。

123頭皮麝針的干預和治療取Zea-Longa評分1~3分的模型大鼠,隨機分為模型對照組、天然麝香麝針組和人工麝香麝針組。各組大鼠以俯臥位固定,選取其對側頭皮的運動區、感覺區和足運感區。采用自制麝針進針,針應刺在肌層,以200次/min以上的速度快速捻針,至針刺區微感發熱。捻轉5min后,留針5min,反復捻針留針3次后起針,每日進行2次,5天為一個療程,每療程間休息2天,治療3個療程。

124療效評價及作用機制研究

1241神經功能評價采用Garcia 18分的復合評分法[10-11],在治療前、1、2、3療程結束后的4個時間點隨機選取10只大鼠進行神經功能評分測定,由兩名實驗人員在不知分組情況下進行評價,取平均值。

1242血液流變學指標檢測分別于治療前、1、2、3療程結束后2h,隨機抽取各組大鼠6只,頸動脈取血(取血大鼠依然存活),置于盛有肝素鈉的試管中,采用全自動血液流變學檢測儀按照操作規程檢測其切變率為150s-1時的全血粘度(WBV)、血小板最大聚集率(PMAR)、凝血酶時間(TT)和凝血酶原時間(PT)。

1243血清細胞因子IFN-β和TNF-α的含量檢測分別于治療前和治療3療程結束后2h,隨機抽取各組大鼠6只,頸動脈取血,置于離心管中,37℃靜置待其凝固后,3000rpm離心10min,取上清液,即得血清,-80℃保存。采用ELISA法測定各組大鼠血清中IL-2和IL-4的含量。取凍存的血清,4℃下融化,待測;在標準品孔中加入不同濃度標準品50μl,待測樣品孔加入血清樣本50μl,再分別加入辣根過氧化物酶(HRP)標記的抗體100μl,封板膜封住反應孔,37℃恒溫孵育1h,棄去液體,吸水自拍干后加入洗液靜置1min,甩去水液,吸水紙上拍干,重復洗板5次;另設空白孔不予處理作為對照。所有孔加入底物A、B各50μl,37℃恒溫避光孵育15min。所有孔加入終止液50μl,15min內,在450nm波長處測定各孔的OD值。

1244NF-κB p65的表達情況取頸動脈取血的大鼠,10%水合氯醛(300mg/kg)腹腔注射麻醉,仰臥位固定,迅速打開胸腔,暴露心臟,剪開右心耳,向左心室注射冷09%生理鹽水,觀察到大鼠眼球和肺逐漸變白,且右心耳流出無色液體時,改為灌注pH74的4%多聚甲醛緩沖液,固定,立即斷頭取腦。將大鼠腦組織置于4%多聚甲醛溶液中固定,石蠟切片,HE染色,采用SP法按照試劑盒說明書進行免疫組化染色。在40倍顯微鏡下,每張切片隨機選取6個視野,精確計數單位面積(1個40倍視野)內的陽性細胞數量。NF-κB p65的陽性表達細胞存在于細胞核或胞漿中,呈棕黃色。另取健康無任何操作大鼠作為空白對照。

125統計學方法采用SPSS 170軟件進行數據統計分析,計量資料結果采用(x±s)表示。若數據符合正態分布,則采用單因素方差分析(ONE-Way-ANOVAL),兩兩比較采用LSD法;若數據不符合正態分布,則采用秩序和檢驗。P<005表示差異有統計學意義。

2結果

21土家族麝針的制備和評價在400倍顯微鏡下可見,本實驗所制備的天然麝香麝針的針頭表面附著有棕黃色長方形或方形結晶和油滴,人工麝香麝針的針頭表面無明顯的結晶。該結果與文獻報道[9]一致。

22腦缺血中風大鼠模型的建立和評價結果造模時左側總動脈、頸外動脈和頸內動脈的分離方法見圖1-A。造模結束后,Zea longa評分1~3分的模型大鼠共計有48只,隨機分為模型對照組、天然麝香麝針組和人工麝香麝針組各16只。大多數大鼠出現向外側轉圈,成追尾狀或爬行時向對側傾倒的現象(圖1-B),提尾懸空時出現右側上肢的屈曲(圖1-C)。

23神經功能評價由表2可見,腦缺血中風模型大鼠Garcia神經功能評分顯著降低,表明其神經功能受損,且隨著時間的延長評分逐漸降低(P<005);采取土家麝針療法2~3個療程后,其神經功能評分顯著升高(P<005),且天然麝香與人工麝香所制備的麝針療法差異無統計學意義(P>005)。

從療程看,土家麝針療法起效時間在接受治療2個療程后(P<005),人工麝香麝針組治療2個療程和3個療程對神經功能的影響無統計學差異(P>005),而天然麝香麝針組治療3個療程后其神經功能的改善效果較2個療程更為顯著。

24血液流變學檢測結果由表3、表4可見,治療前各治療組大鼠的血液流變學指標與模型對照組差異無統計學意義(P>005),表明結果有可比性;頸內動脈線栓法所致腦缺血中風模型大鼠的全血粘度和血小板最大聚集率顯著升高(P<005),而凝血酶時間和凝血酶原時間顯著下降(P<005),提示腦缺血中風的發生機制可能與血液流變學密切相關;給予土家族麝針療法治療后,兩組大鼠的全血粘度和血小板最大聚集率顯著降低(P<005),而凝血酶原時間顯著升高(P<005),且顯著高于正常水平(P<005),對凝血酶時間無顯著影響(P>005);天然麝香麝針組和人工麝香麝針組在對全血粘度、血小板最大聚集率和凝血酶原時間差異無統計學意義(P>005)。

25血清細胞因子IFN-β和TNF-α的含量檢測結果由表5可見,模型對照組與假手術組干擾素-β的含量差異無統計學意義(P>005),天然麝香麝針組和人工麝香麝針組干擾素-β的含量均顯著升高(P<005),且兩組差異無統計學意義(P>005);而模型對照組TNF-α的含量顯著升高(P>005),給予天然麝香麝針和人工麝香麝針治療后,其含量顯著降低(P<005),且兩者差異無統計學意義(P>005)。

26NF-κB p65的表達結果由表6、圖3可見,各組均可見NF-κB p65陽性細胞,假手術組較空白組明顯增多(P<005),3療程后其表達顯著降低(P<005),與空白組無統計學差異(P>005),提示單純的分離頸動脈和縫合操作也能導致腦組織中NF-κB p65陽性細胞表達增加,但隨著傷口愈合而恢復正常;與空白對照組比較,造模后NF-κB p65陽性細胞表達顯著增高(P<005),提示腦組織中NF-κB p65陽性細胞表達增加可能是腦缺血中風的重要發病機制之一;經給予土家族麝針療法后,天然麝香麝針組和人工麝香麝針組NF-κB p65陽性細胞表達數均顯著下降(P<005),且兩者之間差異無統計學意義(P>005),提示土家麝針療法能下調腦缺血中風所致腦組織中NF-κB p65陽性細胞表達,且天然麝香和人工麝香的療效差異無統計學意義。

3討論

腦缺血性中風是由于某腦動脈供血區的血流因栓塞或血栓而暫時或永久地減少所致,其病理過程涉及復雜的時間和空間級聯反應,屬于中醫“中風”、“卒中”、“偏枯”范疇,占中風患者的80%,具有高發病率、高死亡率和高致殘率等危害,是中老年人的常見病、多發病之一[12]。其病機特點為本虛標實,氣血陰陽虛衰,在風、火、痰、瘀的影響下而發病,其病變的主要原因是氣虛血瘀,臨床研究發現中風患者的血液多處于粘、濃、凝、聚的病理狀態,全血粘度、紅細胞壓積、血小板最大聚集率顯著增加而凝血酶時間和凝血酶原時間顯著下降[13-14]。實驗結果表明,土家族麝針療法可以顯著改善腦缺血性中風大鼠的全血粘度,抑制血小板最大聚集率,增加凝血酶原時間,有效防止缺血腦組織的進一步損害,且采用天然麝香或者人工麝香制作的土家族麝針在療效上無顯著差異。

國際腦卒中治療臨床前研究指南(STAIR)指出,在腦缺血藥物研究中,多重指標綜合評價很重要,組織學和行為學的結果都應評價。國內主要采用Zea-Longa評分標準,一定程度上反映了神經功能的損傷,但該種方法只關注了運動功能和所造模型損傷癥狀,不能全面、細致的反應腦缺血性中風的神經功能損傷[15]。Garcia JH評分詳細評價了腦缺血性中風動物的運動功能和感覺功能的損傷,建立了較為完整的評分方法[16,10]。研究中采用Zea-Longa評分作為神經功能損傷的判斷標準,采用Garcia評分作為神經功能損傷程度的判斷標準。結果發現,采用線栓法制備的腦缺血性中風模型大鼠不同程度的存在神經功能缺損,土家族麝針療法治療能顯著改善其病理狀態,且天然麝香麝針組的長期療效更佳。

腦缺血后炎性介質大量表達是缺血中心區和周圍區神經元損傷的重要因素之一。腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的過度表達可加重神經功能損傷,擴大腦梗死范圍,導致缺血腦組織血流量減少,從而加重血腦屏障的損害,促進腦缺血和水腫的發生發展,最終導致細胞壞死或凋亡;干擾素-β(IFN-β)具有較好的免疫調節作用,能保護正常細胞免受NK細胞的殺傷,在短暫缺血性中風后具有神經保護功能[17-19]。研究發現,線栓法所致腦缺血性中風模型大鼠的腦組織中TNF-α的含量顯著增加,而IFN-β的含量無明顯變化;采用土家麝針療法進行干預治療后,IFN-β的含量顯著增加,而TNF-α的含量顯著降低,且天然麝香麝針組和人工麝香麝針組的治療效果無顯著差異,表明土家麝針療法治療腦缺血中風的作用機制可能是通過上調IFN-β的表達、下調TNF-α的表達,減少神經功能的損傷,增強機體的免疫調節能力,改善腦區血流量。

核轉錄因子(NF-κB)是細胞內最重要的核轉錄因子,廣泛存在于多種細胞中,能與多種基因啟動子或增強子上的κB位點發生特異性結合并促使基因轉錄的蛋白質,其中p65(RelA)是NF-κB 家族中的一個重要亞基。在腦缺血損傷時,NF-κB可被細胞因子(TNF-α、IL-1β等)、氧自由基、鈣超載等因素刺激而活化,活化的NF-κB又可誘導細胞因子、粘附因子、免疫受體、炎性酶類的表達及氧自由基形成等,從而加劇腦缺血后繼發炎性腦損傷[20-22]。研究發現,線栓法所致腦缺血中風模型大鼠腦組織中NF-κB p65的陽性表達顯著增加,經土家族麝針療法干預和治療后,其陽性表達量顯著降低,且天然麝香麝針組和人工麝香麝針組之間無顯著差異。

總之,土家族麝針療法對腦缺血性中風具有較好的腦保護作用,尤其對其所致的腦神經功能損傷具有較好的保護和恢復作用,其作用機理可能與降低全血粘度、抑制血小板最大聚集率、增加凝血酶原時間、上調IFN-β的表達、下調TNF-α的表達、抑制NF-κB p65細胞陽性表達等有關。天然麝香制備的麝針雖然在改善凝血酶時間和凝血酶原時間上具有一定的優勢,但其他指標均無顯著差異,提示可采用人工麝香作為替代品,達到臨床效果相同而減小治療成本的目的。但土家麝針療法治療腦缺血中風發揮作用的是針灸還是麝香中的主要成分尚不清楚,有待進一步研究。

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(收稿日期:20160226)

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