白芍总苷对大鼠动脉粥样硬化的保护作用及其机制研究

王晓纲，孙新鑫，王世杰，刘霞，王素敏，魏庆民，张华龙，何磊，张娟

· 论著 ·

白芍总苷对大鼠动脉粥样硬化的保护作用及其机制研究

王晓纲1，孙新鑫1，王世杰1，刘霞1，王素敏1，魏庆民1，张华龙1，何磊1，张娟1

目的 研究白芍总苷（TGP）对大鼠动脉粥样硬化的保护作用并初步探讨其作用机制。方法 120只SD大鼠随机分为正常对照组、模型组、TGP[50、100、200 mg/（kg·d）]组和辛伐他汀[SV，1.8 mg/（kg·d）]组，每组20只，除正常对照组外，其余组均采用高脂饲料喂养结合腹腔注射维生素D3（VD3）的方法建立SD大鼠动脉粥样硬化模型，造模过程分别同步灌胃给药，共12周。称量心脏质量并计算心脏指数（CI），采用H&E染色法观察各组大鼠主动脉形态结构改变并进行病变分级；生化分析法测定血清中血脂监测指标（TC、TG、LDL-C、HDL-C）；比色法测定血浆中炎症细胞因子（CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10）含量水平和血清中抗氧化酶（SOD、GSH-Px、CAT）活性及丙二醛（MDA）含量。结果 较模型组，TGP干预组动脉粥样硬化大鼠CI显著降低，主动脉病变明显改善，TGP[100、200mg/（kg·d）]组病变分级水平显著降低，血清中TC、TG、LDL-C含量显著降低，血浆中CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6含量明显降低，血清中SOD、CAT活性显著升高且MDA含量显著降低；TGP 200 mg/（kg·d）组血清中HDL-C含量和GSH-Px活性菌显著升高，血浆中IL-10含量显著升高；上述差异均具有统计学意义（P＜0.05，P＜0.01）。结论 TGP对大鼠动脉粥样硬化具有一定的保护作用，其作用机制可能与TGP能够有效调节血脂、抑制炎症和降低氧化应激损伤有关。

白芍总苷; 动脉粥样硬化；血脂；炎症；氧化应激

动脉粥样硬化是高血压、冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）、心肌梗死等多种心血管系统疾病的病理基础，严重影响着人类的生命健康。白芍总苷（TGP）为我国传统中药品种白芍的主要有效成分，具有抗炎、抗氧化、调血脂等多种药理学作用[1,2]；近年来研究发现，血脂代谢紊乱、炎症反应以及氧化应激损伤是动脉粥样硬化发生发展的核心机制[3-5]，而TGP是否对AS具有一定的抑制作用尚未见文献报道。辛伐他汀（SV）为临床上治疗AS的一线用药和常规用药。本实验采用高脂饲料喂养结合腹腔注射VD3的方法建立大鼠动脉粥样硬化模型并同步给予TGP进行干预，以动脉粥样硬化为阳性对照药物，研究TGP对大鼠动脉粥样硬化的保护作用，并初步探讨其可能的作用机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组 实验用SD大鼠（雄性，清洁级，鼠龄6周龄，体质量180～220 g）由河北省实验动物中心提供，许可证号：SCXK（冀）2013-1-003，动物批次号：201504016。取120只雄性SD大鼠，按照随机数字表法分为正常对照组、模型组、TGP[50、100、200 mg/（kg·d）]组和SV[1.8 mg/（kg·d）]组，每组20只。

1.2 主要药物与试剂 白芍总苷胶囊购自宁波立华制药有限公司（300 mg/粒，生产批号：20150126）；辛伐他汀片购自山东方明药业股份有限公司；HE试剂盒均购自北京博奥森科技有限公司；总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、低密度脂蛋白（LDL-C）、高密度脂蛋白（HDL-C）试剂盒均购自深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司；超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）、活性氧簇（ROS）试剂盒均购自南京建成生物工程研究所；C反应蛋白（CRP）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）、白介素-6（IL-6）、白介素-10（IL-10）试剂盒购自北京博奥森科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 动脉粥样硬化大鼠模型的制备[6]与给药 通过喂养高脂饲料结合腹腔注射VD3的方法建立动脉粥样硬化大鼠模型（正常对照组除外），共12周；各治疗组与造模过程同步开始灌胃给药（12周），正常对照组和模型组灌胃给予等体积生理盐水。

1.3.2 心脏质量的测定及心脏指数（cardiac index, CI）的计算 首先称取体质量，麻醉后开胸摘取心脏组织并称量其质量，计算CI：CI（%）=（心脏质量/体质量）×100%

1.3.3 主动脉形态结构改变的观察及病变分级 麻醉后剥取全长主动脉，经4%多聚甲醛液中固定、常规脱水、石蜡包埋、切片、常规HE染色、复染和封片处理后，通过显微镜观察主动脉形态结构改变；主动脉病变标准：0级：结构正常；1级：内膜有少量泡沫细胞积聚，无明显的凸起斑块；2级：内膜可见大量泡沫细胞积聚，有明显的粥样斑块，部分斑块融合成片；3级：内膜表面几乎全被粥样斑块覆盖，斑块内可见组织坏死、钙化，斑块底部肌层萎缩变薄。

1.3.4 血脂指标水平、炎症细胞因子含量、抗氧化酶活性及MDA含量的测定 麻醉后经腹主动脉取血5 ml，通过酶标仪测定血浆中炎症细胞因子（CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10）含量水平；经离心（1500 rpm，10 min）处理后取血清，通过全自动生化分析仪测定血清中TC、TG、LDL-C、HDL-C含量水平；通过紫外-可见分光光度计测定血清中抗氧化酶（SOD、GSHPx、CAT）活性和MDA含量。

1.4 统计学处理 采用SPSS 17.0进行统计分析；计量资料采用均数±标准差（±s）表示，多组间均数比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验；等级资料采用秩和检验；P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 TGP对动脉粥样硬化大鼠CI的影响 称量体重和心脏质量后计算CI：模型组大鼠CI[（0.40 ±0.09）%]较正常对照组CI[（0.29±0.07）%]显著升高（P＜0.01），TGP[50、100、200 mg/（kg·d）]组和SV[1.8 mg/（kg·d）]组CI分别为（0.37±0.11）%、（0.35±0.08）%、（0.31 ±0.07）%、（0.31±0.06）%，统计分析发现TGP[100、200 mg/（kg·d）]组和SV[1.8 mg/（kg·d）]组CI较模型组均显著降低（P＜0.05，P＜0.01）。

2.2 TGP对动脉粥样硬化大鼠主动脉病变的影响如图1所示：与正常对照组比较发现模型组大鼠主动脉呈现内皮细胞受损、慢性炎症病变、泡沫细胞形成并伴有粥样硬化斑块形成等明显的病理性形态结构改变；与模型组比较发现经TGP预处理能够明显减轻动脉粥样硬化病变程度，以TGP[200 mg/（kg·d）]组效果最为显著。进行主动脉病变分级：模型组大鼠主动脉病变分级2级及以上的共18例（90%），模型组病变分级较正常对照组显著升高（P＜0.01）；TGP[200 mg/（kg·d）]组和SV[1.8 mg/（kg·d）]组主动脉病变分级较模型组均显著降低（P＜0.01）（表1）。

2.3 TGP对动脉粥样硬化大鼠血脂的影响 与正常对照组比较发现模型组大鼠血清中TC、TG、LDL-C含量水平显著升高（P＜0.01）、HDL-C含量显著降低（P＜0.01）；与模型组比较发现TGP[100、200 mg/（kg·d）]组大鼠血清中TC、TG、LDL-C含量水平显著降低（P＜0.05，P＜0.01），其中TGP[200 mg/（kg·d）]组HDL-C含量显著升高（P＜0.05）（表2）。

2.4 TGP对动脉粥样硬化大鼠炎症细胞因子含量的影响 与正常对照组比较发现模型组大鼠血浆中CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6含量均显著升高（P＜0.01）、IL-10含量显著降低（P＜0.01）；与模型组比较发现TGP[100、200 mg/（kg·d）]组大鼠血浆中CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6含量显著降低（P＜0.05，P＜0.01），其中TGP[200 mg/（kg·d）]组IL-10含量显著升高（P＜0.01）（表3）。

图1 TGP对动脉粥样硬化大鼠主动脉病变的影响（HE×400）注：A-正常对照组；B-模型组；C-TGP 50 mg/（kg·d）组；D-TGP 100 mg/（kg·d）组；E-TGP 200 mg/（kg·d）组；F-SV 1.8 mg/（kg·d）组

表1 TGP对动脉粥样硬化大鼠主动脉病变分级的影响（±s ）

表1 TGP对动脉粥样硬化大鼠主动脉病变分级的影响（±s ）

注：与正常对照组比较，aP＜0.01；与模型组比较，bP＜0.01

组别 例数（n） 分级 平均秩0级 1级 2级 3级正常对照组 20 200 0 0 11.3模型组 20 0281043.6aTGP 50 mg/（kg·d）组 20 2 2 8 8 41.5 TGP 100 mg/（kg·d）组 20 5 3 7 5 38.9 TGP 200 mg/（kg·d）组 20 5 9 4 2 29.1bSV 1.8 mg/（kg·d）组 20 3 7 8 2 32.3b

2.5 TGP对动脉粥样硬化大鼠抗氧化酶活性和MDA含量的影响 与正常对照组比较发现模型组大鼠血清中SOD、GSH-Px、CAT活性显著降低（P＜0.01），MDA含量显著升高（P＜0.01）；与模型组比较发现TGP[100、200 mg/（kg·d）]组大鼠血清中SOD、CAT活性显著升高（P＜0.05，P＜0.01），MDA含量显著降低（P＜0.01）；其中TGP[200 mg/（kg·d）]组 GSHPx活性显著升高（P＜0.05）（表4）。

表2 TGP对动脉粥样硬化大鼠血脂的影响（±s ）

表2 TGP对动脉粥样硬化大鼠血脂的影响（±s ）

注：TC：总胆固醇；TG：三酰甘油；LDL-C：低密度脂蛋白胆固醇；HDL-C：高密度脂蛋白胆固醇；TGP：白芍总苷；SV：辛伐他汀；与正常对照组比较，aP＜0.01；与模型组比较，bP＜0.05，cP＜0.01

组别 例数（n） TC（mmol/L） TG（mmol/L） LDL-C（mmol/L） HDL-C（mmol/L）正常对照组 20 1.81±0.30 0.59±0.16 0.71±0.19 0.88±0.21模型组 20 2.35±0.49a1.30±0.48a1.10±0.28a0.59±0.13aTGP 50 mg/（kg·d）组 20 2.19±0.58 1.12±0.45 1.03±0.34 0.64±0.17 TGP 100 mg/（kg·d）组 20 1.97±0.50b0.86±0.37b0.92±0.26b0.69±0.20 TGP 200 mg/（kg·d）组 20 1.84±0.35c0.70±0.26c0.85±0.25b0.75±0.22bSV 1.8 mg/（kg·d）组 20 1.82±0.31c0.66±0.18c0.74±0.21c0.83±0.18c

表3 TGP对动脉粥样硬化大鼠炎症细胞因子含量的影响（±s ）

表3 TGP对动脉粥样硬化大鼠炎症细胞因子含量的影响（±s ）

注：CRP：C反应蛋白；TNF-α：肿瘤坏死因子-α；IL-1β：白介素-1β；IL-6：白介素-6；IL-10：白介素-10；TGP：白芍总苷；SV：辛伐他汀；与正常对照组比较，aP＜0.01；与模型组比较，bP＜0.05，cP＜0.01

组别 例数（n） CRP（mg/L） TNF-α（μg/L） IL-1β（pg/ml） IL-6（pg/ml） IL-10（pg/ml）正常对照组 20 4.5±1.2 1.4±0.3 112.7±18.2 57.1±11.3 65.2±4.8模型组 20 19.2±4.1a2.9±0.6a185.3±32.6a142.5±35.8a24.0±3.5aTGP 50 mg/（kg·d）组 20 17.9±3.8 2.5±0.5 168.7±32.5 129.4±33.1 26.8±4.3 TGP 100 mg/（kg·d）组 20 13.8±3.4b2.2±0.7b135.9±28.4b104.6±30.5b29.6±3.9 TGP 200 mg/（kg·d）组 20 11.4±2.7c1.8±0.5b128.6±25.7b90.8±25.4c37.1±5.0cSV 1.8 mg/（kg·d）组 20 17.5±3.9 1.9±0.4b151.8±29.3 124.1±34.8 28.5±3.8

表4 TGP对动脉粥样硬化大鼠抗氧化酶活性和MDA含量的影响（±s ）

表4 TGP对动脉粥样硬化大鼠抗氧化酶活性和MDA含量的影响（±s ）

注：SOD：超氧化物歧化酶；GSH-Px：谷胱甘肽过氧化物酶；CAT：过氧化氢酶；MDA：丙二醛；TGP：白芍总苷；SV：辛伐他汀；与正常对照组比较，aP＜0.01；与模型组比较，bP＜0.05，cP＜0.01

组别 例数（n） SOD（U/ml） GSH-Px（U/ml） CAT（U/ml） MDA（mmol/L）正常对照组 20 419.7±35.1 927.5±60.2 15.3±2.1 9.8±1.2模型组 20 250.8±24.7a681.3±47.6a9.2±1.6a49.3±6.7aTGP 50 mg/（kg·d）组 20 274.5±28.0 742.8±54.0 9.8±1.7 44.1±5.9 TGP 100 mg/（kg·d）组 20 319.6±31.2b776.5±64.2 12.1±2.4b30.8±4.7cTGP 200 mg/（kg·d）组 20 359.1±35.8c812.8±59.1b13.3±2.5b26.2±3.8cSV 1.8 mg/（kg·d）组 20 282.7±30.6 751.4±50.8 10.5±1.9 34.7±5.4b

3 讨论

动脉粥样硬化的发生发展与多种因素有关，其中血脂代谢紊乱、炎症反应以及氧化应激损伤是其重要的病理机制[3-5]。白芍总苷（TGP）为我国传统中药品种白芍的主要有效成分，既往研究发现TGP具有抗炎、抗氧化、调血脂等多种药理学作用[1,2]。本实验研究发现，经TGP干预治疗能够显著降低动脉粥样硬化大鼠心脏指数、明显改善动脉粥样硬化大鼠主动脉病变，提示TGP对动脉粥样硬化大鼠具有一定的保护作用。

血脂代谢紊乱将影响血液流变学指标和血液动力学指标[7]，并将导致血管内膜脂质沉积、形成“斑块”而逐渐发展成为动脉粥样硬化[8]。郑楚等[9]和王苑铭等[10]研究发现，通过药物调节血脂代谢并改善血液流变学能够有效缓解动脉粥样硬化疾病的发生和发展。TC、TG、LDL-C、HDL-C含量水平是临床血脂分析的常用指标；其中TG、LDL-C含量增高将损害血管内皮光滑性，从而增加引发动脉粥样硬化甚至诱发急性心肌梗死的危险性；而HDL-C能够促进TC代谢而表现出对机体的保护作用。动脉粥样硬化的发生及进展程度与血浆中TC、TG、LDL-C含量密切相关；王燕等[11]和姜盛强等[12]研究发现TC、TG过剩将附着于红细胞膜而使其硬化，进而影响红细胞变形能力，导致细胞膜流动性下降，进而引发血液流变学指标异常，这也可能是导致动脉粥样硬化疾病发生的重要病理机制。本实验研究发现，经TGP干预治疗能够显著降低动脉粥样硬化大鼠血清TC、TG、LDL-C含量并显著提高HDL-C含量，提示TGP具有调节动脉粥样硬化大鼠血脂的作用。

炎症反应可以通过多种途径促进动脉粥样硬化的发生和发展[13]，Ovsepyan VA等[14]研究发现，动脉粥样硬化斑块将促进巨噬细胞分泌大量促炎症细胞因子（CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6）并抑制抑炎症因子IL-10的分泌，从而介导炎症反应的发生，诱导平滑肌细胞的凋亡、促进动脉粥样硬化发展。本实验研究发现，经TGP干预治疗能够显著降低动脉粥样硬化大鼠血清CRP、TNF-α、IL-1β、IL-6含量并显著升高IL-10，提示TGP具有抑制动脉粥样硬化大鼠炎症反应的作用。

氧化应激损伤也是动脉粥样硬化疾病的重要病理机制[4,5,15]，Considine MJ等[16]和Qiang G等[17]研究发现活性氧簇（ROS）生成的活性氧和一氧化氮（NO）将破坏血管壁的光滑性，从而使斑块破裂与形成血栓。常态下ROS的产生与清除处于动态平衡，其中体内抗氧化酶（SOD、GSH-Px、CAT）在维持ROS平衡中发挥着重要的作用[18]；抗氧化酶活性低下则会导致ROS过剩，进而引发动脉血管的过氧化损伤；所以过氧化终产物MDA的含量也能够间接反映动脉血管氧化应激损伤程度。本实验研究发现，经TGP干预治疗能够显著提高动脉粥样硬化大鼠血清中抗氧化酶（SOD、GSH-Px、CAT）活性并显著降低MDA含量，提示TGP具有抑制动脉粥样硬化大鼠氧化应激损伤的作用。

综上所述，TGP对大鼠动脉粥样硬化具有一定的保护作用，其作用机制可能与TGP能够有效调节血脂、抑制炎症和降低氧化应激损伤有关。

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本文编辑：刘璐鑫，田国祥

The protective effect and mechanism of total glucosides of paeony on atherosclerosis in rats

WANG Xiao-gang*, SUN Xin-xin, WANG Shi-jie, LIU Xia, WANG Su-min, WEI Qing-min, ZHANG Hua-long, HE Lei, ZHANG Juan.*Department of cardiology, Xingtai People's Hospital, Xingtai 054031, China.

WANG Xiao-gang, E-mail: xtrmyywxg@163.com

Objective To investigate the protective effect and mechanism of total glucosides of paeony on atherosclerosis in rats. Methods 120 SD rats were randomly divided into control group, model group, TGP group（50 mg/kg·d）, TGP group（100 mg/kg·d）, TGP group (200 mg/kg·d) and simvastatin group (1.8 mg/ kg·d, SV group), 20 rats in each group. Except the control group, the other groups were treated with high fat diet combined with intraperitoneal injection of vitamin D3 (VD3) to establish SD rat atherosclerosis (AS) model. During the modeling process, the rats were given intragastric administration for 12 weeks. The cardiac quality was measured and the cardiac index (CI) was calculated. The morphological changes of the aorta were observed by H & E staining. The blood lipid monitoring indexes (TC, TG, LDL-C (IL-1β, IL-6, IL-10), serum antioxidant enzymes (SOD, GSH-Px, CAT) and malondialdehyde (MDA) were measured by colorimetry. were measured by colorimetry. Results Compared with the model group, CI in TGP groups were significantly decreased, the aortic disease was significantly improved. The levels of CRP, TNF-α, IL-1β and IL-6 in plasma were significantly decreased (P＜0.05), and the levels of TC, TG and LDL-C were significantly decreased; the activity of SOD and CAT in serum was significantly increased and the content of MDA was significantly decreased in the TGP group（100 mg/kg·d） and TGP group（200 mg/kg·d）. The content of HDL-C and the activity of GSH-Px in TGP group 200 mg/（kg·d）were significantly increased and the content of IL-10 in plasma was significantly increased （P＜0.05, P＜0.01）. Conclusion TGP has protective effects on atherosclerosis rats, which perhaps related to its effects of reducing cholesterol, improving the body's anti-inflammatory and antioxidant capacity.

TGP; Atherosclerosis; Blood lipid; Inflammation; Oxidative stress

R543.5

A

1674-4055(2017)03-0273-04

河北省卫生厅重点科技研究计划(20130359)

1054031 邢台,邢台市人民医院

王晓纲,Email:xtrmyywxg@163.com

10.3969/j.issn.1674-4055.2017.03.05