李彩红,王永刚, 钟伟,蔡倩玮,齐婧,尚俊平
(1.陕西中医药大学,陕西 咸阳 712000;2.陕西中医药大学第二附属医院,陕西 咸阳 712000)
丹蒌护冠方对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护机制研究
李彩红1,王永刚2*, 钟伟2,蔡倩玮1,齐婧2,尚俊平2
(1.陕西中医药大学,陕西 咸阳 712000;2.陕西中医药大学第二附属医院,陕西 咸阳 712000)
目的:研究丹蒌护冠方对大鼠心肌缺血再灌注损伤的SOD、MDA、ET、NO含量和心肌细胞Bax、bcl-2表达的影响。方法:SD大鼠随机分为假手术组、模型组、丹蒌护冠方低剂量组(2.5 g/mL)、中剂量组(5 g/mL)和高剂量组(7.5 g/mL),每组12只。丹蒌护冠方低剂量、中剂量和高剂量组分别给予相关浓度的丹蒌护冠方浓缩液,假手术组及模型组予等量生理盐水。各组大鼠均灌胃2周后,麻醉开胸,6~0无创缝线结扎大鼠左冠状动脉前降支30 min后,剪开缝线,再灌注120 min,建立心肌缺血再灌注损伤大鼠模型,假手术组只穿线不结扎。取出大鼠心脏,Elisa法检测心肌组织匀浆中SOD、MDA、ET、NO含量,Western blot法检测心肌组织Bax、bcl-2表达。结果:与假手术组比较,模型组大鼠心肌组织SOD活性和NO含量降低,MDA和ET含量升高,Bax表达增高,bcl-2表达降低,差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,丹蒌护冠方低剂量、中剂量和高剂量组大鼠心肌组织SOD活性和NO含量升高,MDA和ET含量降低,Bax表达降低,bcl-2表达增高,差异有统计学意义(P<0.05);与丹蒌护冠方中剂量比较,丹蒌护冠方低剂量组心肌组织NO含量降低,MDA含量升高,丹蒌护冠方高剂量组心肌组织SOD活性和NO含量升高,MDA和ET含量降低,Bax表达降低,bcl-2表达增高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:丹蒌护冠方具有干预大鼠心肌缺血再灌注损伤的作用,其机制可能与丹蒌护冠方增加SOD活性和NO含量,降低MOD、ET含量,抑制氧化应激反应,改善血管内皮功能,调控凋亡基因的表达有关。
丹蒌护冠方;心肌缺血再灌注损伤;保护机制
心肌缺血再灌注损伤(Myocardial ischemia-reperfusion injury,MIRI)是在指急性心肌缺血基础上恢复血流再灌注后,不能使心脏功能恢复,反而加重心脏的功能障碍和结构损伤的现象[1]。其发生机制尚未完全阐明,研究表明氧自由基、钙超载、心肌能量代谢障碍、血管内皮细胞、一氧化氮、炎性反应和细胞自噬、凋亡、坏死等因素均可能参与MIRI 的病理过程[2]。随着冠状动脉介入术、冠状动脉搭桥术在临床的应用,心肌缺血再灌注损伤在临床极为常见,受到国内外学者的广泛关注。中药复方具有多成分、多靶点、多途径的特点,在防治心肌缺血再灌损伤方面具有一定的优势,可从多个机制保护心肌[3]。本实验拟采用药物预处理的方法,探索丹蒌护冠方对心肌缺血再灌注损伤的保护机制。
1.1 实验动物
SD大鼠,雄性,体质量(200±20)g,由西安交通大学医学院实验动物中心提供,实验动物生产许可证号:SCXK(陕)2012-003。
1.2 实验药物
丹蒌护冠方(由丹参、瓜蒌、半夏、薤白、肉桂、三七粉等组成,陕西中医药大学第二附属医院制剂室制备),丹蒌护冠方低剂量2.5 g/mL(相当于生药材6 g), 丹蒌护冠方中剂量5 g/mL(相当于生药材12 g), 丹蒌护冠方高剂量7.5 g/mL(相当于生药材18 g)。
1.3 仪器与试剂
Ascent全自动酶标仪,美国Thermo公司;UV762双光束紫外可见分光光度计,上海精密仪器厂;ELISA试剂盒:一氧化氮(NO)测试盒、内皮素(ET)测试盒、超氧化物歧化酶(SOD)测试盒、丙二醛(MDA)测试盒,以上试剂盒由北京诚林生物科技有限公司提供;HX-100E小动物呼吸机,成都泰盟软件有限公司;GS-15R冷冻离心机,美国Bekman公司;DYY-6C电泳仪;羊抗兔二抗,武汉博士德生物科技有限公司。
1.4 分组与给药
60只SD大鼠随机分为假手术组、模型组、丹蒌护冠方低剂量组(2.5 g/mL)、中剂量组(5g/mL)和高剂量组(7.5 g/mL),每组12只。丹蒌护冠方低剂量、中剂量和高剂量组分别给予相关浓度的丹蒌护冠方浓缩液,假手术组及模型组予等体积生理盐水,灌胃10 mL/kg,各组均提前给药2周。除假手术组外,2周后各组均复制心肌缺血再灌注损伤模型。造模成功后,每组(含假手术组) 随机选取8只大鼠进行指标检测。
1.5 造模方法
大鼠称体质量,3%戊巴比妥钠30 mg/kg腹腔注射麻醉,监测Ⅱ导联心电图,气管插管连接小动物呼吸机,经左前胸3~4肋间开胸,充分暴露心脏,用6~0无创缝线结扎左冠状动脉主干支(在动脉圆锥与左心耳之间距主动脉根部约1 mm处),心电示波器显示Ⅱ导联J点或ST段抬高>0.2 mV,局部心肌颜色变暗30 min后,剪开缝线,再灌注120 min,建立心肌缺血再灌注损伤大鼠模型,假手术组只穿线不结扎。
1.6 观察指标
1.6.1 Elisa法检测大鼠心肌组织SOD、MDA、ET、NO含量
取出大鼠心肌组织,解冻后用冰盐水漂洗,取0.3 g心肌组织,用眼科剪刀剪碎,置于预冷的玻璃匀浆器中,将捣杆垂直充分研磨6~8 min,使组织匀浆化,低温4 000 r/min离心15 min后取上清液,采用Elisa法检测心肌组织中SOD、MDA、ET、NO的含量。
1.6.2 Western blot检测大鼠心肌组织Bax、bcl-2表达
将心肌组织置于匀浆器中剪碎并匀浆,加400 μL裂解液裂(含PMSF)置于冰上,裂解30 min后将裂解液移至15 mL离心管中,4℃ 12 000 r/min离心5 min,取上清液后采用BCA法进行蛋白定量,取等量蛋白进行SDS-PAGE,将蛋白质电转移到PVDF膜上,脱脂奶粉(TBST缓冲液配制)室温封闭1 h,加入一抗(1∶1 000)4℃摇床孵育过夜,TBST缓冲液洗脱×3次后加入二抗(1∶100),室温孵育2 h后TBST缓冲液洗脱3次,化学发光法(ECL)法显影、定影并胶片曝光。
1.7 统计分析
2.1 对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌组织SOD、MDA含量的影响
与假手术组比较,模型组大鼠心肌组织SOD活性降低,MDA含量升高,差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,丹蒌护冠方低剂量、中剂量和高剂量组大鼠心肌组织SOD活性升高,MDA含量降低,差异有统计学意义(P<0.05);与丹蒌护冠方中剂量比较,丹蒌护冠方低剂量组心肌组织MDA含量升高,丹蒌护冠方高剂量组心肌组织SOD活性升高,MDA含量降低,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。
表1 丹蒌护冠方对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌组织SOD、MDA含量的影响
注:与假手术组比较,*P<0.05;与模型组比较,#P<0.05;与丹蒌护冠方中剂量比较,&P<0.05
2.2 对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌组织NO、ET含量的影响
与假手术组比较,模型组大鼠心肌组织NO含量降低, ET含量升高,差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,丹蒌护冠方低剂量、中剂量和高剂量组大鼠心肌组织NO含量升高, ET含量降低,差异有统计学意义(P<0.05);与丹蒌护冠方中剂量比较,丹蒌护冠方低剂量组心肌组织NO含量降低,丹蒌护冠方高剂量组心肌组织NO含量升高,ET含量降低,差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。
表2 丹蒌护冠方对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌组织NO、ET含量的影响
注:与假手术组比较,*P<0.05;与模型组比较,#P<0.05;与丹蒌护冠方中剂量比较,&P<0.05
2.3 对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌组织Bax、bcl-2基因表达的影响
与假手术组比较,模型组大鼠心肌组织Bax表达增高,bcl-2基因表达降低,差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,丹蒌护冠方低剂量、中剂量和高剂量组大鼠心肌组织Bax表达降低,bcl-2基因表达增高,差异有统计学意义(P<0.05);与丹蒌护冠方中剂量比较,丹蒌护冠方高低剂量组心肌组织Bax和bcl-2基因表达无显著差异(P>0.05),丹蒌护冠方高剂量组心肌组织Bax表达降低,bcl-2基因表达增高,差异有统计学意义(P<0.05)。见图1。
图1 丹蒌护冠方对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌组织Bax、bcl-2基因表达的影响注:1.假手术组;2.模型组;3.丹蒌护冠方低剂量组;4.丹蒌护冠方中剂量组;5.丹蒌护冠方高剂量组
心肌缺血再灌注损伤属于中医“胸痹”“真心痛”的范畴[4-5],因年老体虚,心阳不振,心阴内耗;或素体阳虚,胸阳不展,血行不畅;或情志失调,气滞痰浊,而痹阻心脉;或饮食不当,损伤脾胃,以致清阳不升、气机不畅、心脉痹阻,引发本病,本病病机为本虚标实,本虚主要为气血阴阳的虚损,标实主要为气滞、血瘀、痰毒[6-7]。故中医治疗以扶正补虚为主,辅以活血化痰、解毒散结为基本原则[8-9]。
丹蒌护冠方由丹参、瓜蒌、半夏、薤白、肉桂和三七粉等组成,具有化痰散结、活血通络的功效。现代药理学研究表明:丹参酮ⅡA可升高心肌脂肪酸结合蛋白水平,升高心肌线粒体Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶的活性,降低心肌组织缺血修饰白蛋白含量,抑制调亡加速基因bax 的表达,降低大鼠心肌梗死面积,减轻心肌细胞变性坏死程度,降低缺血再灌注对心肌线粒体的损伤从而保护心肌[10-11]。瓜蒌能增加离体豚鼠心脏冠脉血流量,改善缺血心肌能量和氧的供需平衡,可降低凋亡细胞数、MDA含量和CK活性,升高SOD活性和NO含量,抑制血小板氧合酶活性,减少血栓素A2而发挥抗血小板聚集作用[12-13]。瓜蒌薤白半夏汤可上调JAK2、STAT3、Bcl-2的表达,下调Bax表达,抑制心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌细胞凋亡的发生,上调VEGF 蛋白和基因的表达、升高MVD,促进大鼠MIRI后心肌组织的血管新生,形成冠脉侧支,减少心肌梗死面积,对缺血再灌注心肌起保护作用[14-16]。
研究表明,心肌细胞凋亡在心肌缺血再灌注损伤中起主导作用,有多种凋亡基因共同调控心肌细胞凋亡过程,其中Bcl-2在抑制细胞凋亡中起着关键作用, 而Bax在细胞凋亡中起着促进作用[17]。本实验结果证实,丹蒌护冠方可增加SOD活性和NO含量,降低MOD、ET含量,促进Bcl-2表达,通过抑制氧化应激反应,改善血管内皮功能能,调控凋亡基因的表达等途径干预心肌缺血再灌注损伤从而保护心肌。
[1] Akhlaghi M,Bandy B. Mechanisms of flavonoid protection against myocardial ischemia-reperfusion injury[J].Journal of Molecular and Cellular Cardiology,2009,46(3):309-317.
[2] 吴晓燕,苗琳,郑蕊,等.心肌缺血再灌注损伤的研究进展[J].中国临床药理学杂志,2016,32(11):1043-4047.
[3] 王宁,严冬.中医药抗心肌缺血再灌注损伤的研究进展[J].山东中医药大学学报,2016,40(2):188-191.
[4] 李冀,王秀珍,李在斯,等.中药治疗心肌缺血再灌注损伤的研究进展[J].中医药学报,2015,43(2):107-109.
[5] 张洋,王明春,阿日棍,等.丹参(冻干)粉针对大鼠心肌缺血/再灌注损伤的IL-6和IL-10的影响[J].中医药学报,2016,44(3):30-32.
[6] 朱文叶,王肖龙,高俊杰,等.中医药在防治急性心肌缺血/再灌注损伤中的研究进展[J].中国医药导报,2015,12(29):31-34.
[7] 马育轩,郭蕊珠,周海纯,等.心肌缺血再灌注损伤的中医药治疗研究进展[J].中医药信息,2013,30(5):116-119.
[8] 唐丹丽,刘寨华,张华敏.心肌缺血再灌注损伤中医病机及临床辨治的现代研究进展[J].中国中医基础医学杂志,2011,17(9):1051-1054.
[9] 曹明明,高彦宇,马育轩,等.黄芪化学成分及对心肌缺血再灌注损伤保护作用的研究进展[J].中医药信息,2015,32(3):120-123.
[10] 马育轩,郭蕊珠,周海纯,等.丹参抗心肌缺血再灌注损伤的研究进展[J].中医药学报,2013,41(5):91-94.
[11] 章春艳,曹政,凡孝琴,等.丹参多酚酸盐保护家兔心肌缺血再灌注损伤的机制研究[J].中国中医急症,2016,25(5):804-807.
[12] 万丽娟,卢金清,许俊洁,等.瓜蒌子化学成分和药理作用的研究进展[J].中国药房,2015,26(31):4440-4442.
[13] 张琳琳,巴晓红.前列地尔和瓜蒌皮对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用研究[J].临床心血管病杂志,2016,32(2):123-126.
[14] 杨丽,张炳填,湛锦源,等.栝楼薤白半夏汤对MIRI大鼠VEGF蛋白、基因表达及MVD影响的实验研究[J].湖南中医药大学学报,2015,35(5):10-14.
[15] 晋红宾,段雪涛,张炳填,等.瓜蒌薤白半夏汤对大鼠缺血再灌注心肌细胞凋亡及Bcl-2、Bax蛋白表达影响[J].湖南中医药大学学报,2012,32(1):13-16.
[16] 段雪涛,晋红宾,易亚乔,等.栝楼薤白半夏汤预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤JAK-STAT细胞信号传导调节的研究[J].中国实验方剂学杂志,2011,14(24):147-151.
[17] 王彤,刘存志,刘玉珍,等.bcl-2/bax基因调控机体细胞凋亡的机制研究进展[J].中国老年学杂志,2008,28(16):1658-1660.
2016-07-07
2016-10-15
陕西省科技厅自然科学研究计划项目(2015JM8384);陕西中医药大学科研基金项目(2015QN26);陕西省第五批重点专科心脑血管病科建设项目;国家中医药管理局重点专科心血管病科建设项目
李彩红(1986-),女,硕士研究生,主要从事冠心病的基础与临床研究。
*通讯作者:王永刚(1977),男,博士,副教授,副主任医师,主要从事中西医结合心脑血管病基础与临床研究。
R285.5
A
1002-2392(2017)03-0024-03