郑亚萍 韩 坤
漯河医学高等专科学校生理教研室,河南 漯河 462002
心肌缺血再灌注损伤 (isehemia-reperfusioninjury,I/R)是心脏缺血性疾病及心外术后心肌损害的主要原因,其导致的心肌细胞凋亡被认为是再灌注损伤的重要环节。丹红注射液是由丹参与红花萃取制备而成,具有保护心血管的作用,已有动物实验提示丹红注射液对大鼠离体心脏缺血再灌有保护作用[1],但其对缺血再灌心肌细胞的直接作用的报道较少。本研究采用心肌细胞缺血再灌注细胞模型,观察丹红注射液预处理对其的影响,初步研究其作用的可能机制。
出生2~3 d的SD大鼠。
丹红注射液 (济南步长制药有限公司,批号:Z20026866),胰蛋白酶、DMEM 培养基(均为 Sigma公司);胎牛血清(杭州四季青公司),鼠抗横纹肌肌动蛋白单克隆抗体、抗Bcl-2、抗Bas(均为博士德公司),其余试剂均为市售分析纯。
取2~3 d的SD大鼠,在无菌条件下取出心室,剪碎,0.1%胰酶消化,收集细胞,离心,重悬,置于二氧化碳培养箱中孵育。根据心肌细胞和成纤维细胞贴壁时间不同,采用差速贴壁1.5 h,获得心肌细胞。免疫组化染色观察α-横纹肌肌动蛋白反应。
将培养的心肌细胞更换无血清培养基,缺氧培养箱(95%N2、5%CO2)中培养3 h后,置10%胎牛血清DMEM 培养基,常规培养9 h。
将心肌细胞按照2×105/mL均匀的接种于24孔板中,丹红组分别以2%、4%、8%、16%的给药浓度[1],实验共分6组,每组5个孔,即:①正常对照组(用无胎牛血清的高糖DMEM培养液);②缺血再灌注(I/R)组;③I/R+丹红注射液(2%)组;④I/R+丹红注射液(4%)组;⑤I/R+丹红注射液(8%)组;⑥I/R+丹红注射液(16%)组。
0.25 %胰蛋白酶消化各组心肌细胞,用4℃预冷的PBS洗涤2次,离心5 min,重悬细胞,于70%冷乙醇(4℃)过夜。检测时离心10 min(1 000 r/min),PBS洗去乙醇。细胞沉淀用碘化丙啶(PI)4℃避光染色30 min,上机检测。G期前的亚二倍体峰即代表凋亡峰,反映凋亡细胞的百分比。
各组心肌细胞爬片,固定,在室温下用3%H2O2处理30 min以灭活过氧化物酶,后加入Bcl-2、Bax抗体4℃过夜,加入冲洗后依次加入1∶100生物素化山羊抗兔IgG和1∶100抗生物素-生物素-过氧化物酶复合物液,DAB染色,复染,脱水,透明后封片。细胞浆显示棕黄色颗粒细胞为阳性细胞,将玻片于光学显微镜下放大200倍,根据阳性细胞分布情况,每片选择10个视野,每视野计算Bcl-2、Bax蛋白阳性表达的细胞数,以平均计算阳性细胞数所占百分比作为Bcl-2、Bax蛋白蛋白阳性表达指数。
采用SPSS 11.5软件包进行统计分析,计量资料数据以均数±标准差()表示,多组比较采用方差分析,组间两两比较采用SNK检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。
心肌细胞鉴定光镜下观察,心肌细胞接种72 h可见细胞形态不规则,呈梭形,三角形或多边形,单核,有多个伪足伸出,形成细胞簇;免疫组化染色显示,α-横纹肌肌动蛋白呈阳性反应,阳性率达90%以上。
结果显示,缺血再灌组细胞凋亡率表达明显高于对照组,差异均有高度统计学意义(P<0.01);与I/R组比较,用丹红注射液预处理后呈浓度依赖性地下调凋亡率 (P<0.05或P< 0.01)。 见表 1。
表1 丹红注射液对心肌细胞凋亡率的影响(,%)
表1 丹红注射液对心肌细胞凋亡率的影响(,%)
注:与正常对照组比较,*P<0.05,**P<0.01;与I/R组比较,#P<0.05,##P < 0.01
组别 心肌细胞凋亡率正常对照组(n=5)I/R 组(n=5)I/R+丹红注射液(2%)组(n=5)I/R+丹红注射液(4%)组(n=5)I/R+丹红注射液(8%)组(n=5)I/R+丹红注射液(16%)组(n=5)6.12±1.25 54.18±9.26**42.23±3.57**#36.19±3.82**#29.33±2.85**##19.45±2.53*##
结果显示,缺血再灌组细胞Bas表达明显高于对照组,Bcl-2表达则显著低于对照组,差异均有高度统计学意义(均P<0.01);而与I/R组相比,用丹红注射液预处理后呈浓度依赖性的下调凋亡率及Bas表达,上调Bcl-2表达(P<0.05或P<0.01)。见表2。
缺血心肌的早期再灌注治疗能减轻缺血损伤,使细胞凋亡下降,减小梗死面积,缺血较长时间后再灌注反而会引起再灌注损伤,造成细胞凋亡明显增加,因而心肌细胞凋亡被认为是再灌注损伤的重要环节[2]。丹红注射液目前已用于临床治疗冠心病,且对离体大鼠缺血再灌注损伤的心肌具有保护作用,此作用可能与抑制心肌脂质过氧化、增强抗氧化能力及调控凋亡基因有关[3]。
表2 丹红注射液对心肌细胞Fas、Bcl-2蛋白表达的影响(,%)
表2 丹红注射液对心肌细胞Fas、Bcl-2蛋白表达的影响(,%)
注:与正常对照组比较,*P<0.05,**P<0.01;与I/R组比较,#P<0.05,##P<0.01
组别 Bas蛋白 Bcl-2蛋白正常对照组(n=5)I/R 组(n=5)I/R+丹红注射液(2%)组(n=5)I/R+丹红注射液(4%)组(n=5)I/R+丹红注射液(8%)组(n=5)I/R+丹红注射液(16%)组(n=5)5.85±0.94 31.12±5.39**25.46±4.25**#22.14±3.98**#18.45±3.13**##9.45±2.44*##46.45±6.87 13.08±4.26**19.52±5.12**#24.35±4.89**#30.34±3.73*#36.14±3.97*##
Bcl-2、Bas基因家族是目前较为公认与凋亡密切相关的基因,Bcl-2基因可抑制许多因素引起的细胞凋亡,被称为细胞凋亡抑制基因,Bas单克隆抗体在体内与Bas结合后均能导致表达Bas的细胞发生凋亡,从而证明Bas是一种识别Bas配体,并将凋亡信息传递给细胞的细胞表面受体[4-5]。本实验结果显示,心肌缺血再灌能促进心肌细胞凋亡,且伴随着Bcl-2基因表达蛋白的明显降低和Bas基因表达蛋白的明显升高;而丹红注射液则能呈浓度依赖性地下调心肌细胞的凋亡率,并伴有Bcl-2基因表达蛋白的上调和Bas基因表达蛋白的下调。
大鼠心肌缺血再灌注过程中,Bcl-2蛋白表达减少而Bas蛋白表达增加,表明心肌细胞凋亡可能是一方面Bcl-2蛋白表达降低,抗凋亡能力减弱,而另一方面Bas蛋白表达增加,发挥了促凋亡能力的缘故[6]。丹红注射液则可通过上调Bcl-2蛋白表达的和下调Bas蛋白表达,发挥保护缺血再灌心肌细胞的作用,这也为临床上应用丹红治疗心肌缺血再灌注损伤提供分子调控依据。
[1]郄素会,郝哲,刘增娟,等.丹红注射液对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用[J].现代中西医结合杂志,2008,35(17):5428-5430.
[2]Wang TD,Chen WJ,Su SS,et al.Increased cardiomyocyte apoptosis following ischemia and reperfusion in diet-induced hypercholesterolemia:relation to Bcl-2 and Bax proteins and Caspase-3 activity[J].Lipids,2002,37(4):385-394.
[3]周晓枫.丹红注射液与硝酸甘油联用治疗不稳定心绞痛疗效观察[J].中国医药导报,2007,4(14):65.
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[5]郑勇萍,王焱林,陈锋,等.大鼠心肌缺血预处理对细胞凋亡的影响[J].中华中医学杂志,2002,26(5):265-266.
[6]Mukherjee S,Lekli I,Das M,et al.Cardioprotection with Alpha-tocopheryl phosphate:Amelioration of myocardial ischemia reperfusion injury is linked with its ability to generate a survival signal through Akt activation[J].Biochim Biophys Acta,2008,1782(9):498-503.