李立杰,葛华 ,陈曦,鲁伟,王月,陈克研
(1.沈阳医学院附属中心医院心内科,沈阳 110024;2.中国医科大学实验动物部,沈阳 110122)
内皮细胞主要以旁分泌的形式分泌血管内皮衍生舒张因子 (endothelium derived relaxing factor,EDRF) 和内皮源血管收缩因子 (endothelium derived contracting factor,EDCF),两者共同调节血管张力。正常情况下,EDRF与EDCF处于平衡状态,但是在高血压病理情况下,血管压力增加,打破了EDRF与EDCF的平衡,造成内皮细胞形态结构改变和功能的失调,加速高血压的发生与发展,因此,血管内皮损伤既是高血压的病理结果,也是高血压的致病因素[1-2]。近年来减轻血管内皮损伤,改善血管内皮功能已经成为治疗高血压的研究热点[3]。麝香通心滴丸是目前国内应用于冠状动脉粥样硬化性心脏病(简称冠心病) 治疗的中药复方药物,由麝香、人参、茎叶总皂苷、蟾酥、丹参、熊胆粉、人工牛黄及冰片组成,具有芳香益气通脉,活血化瘀止痛之效[4-5]。临床研究[6]表明,麝香通心滴丸具有保护血管内皮作用,但具体分子机制尚不明确。
RhoA/ROCK信号通路是心血管系统领域的热点通路,RhoA GTP酶及其下游ROCK与血管平滑肌收缩、应力纤维形成、细胞迁移及血压调节等过程有关[7]。因此,RhoA/ROCK信号通路对高血压、动脉粥样硬化及中风等心血管系统疾病具有重要的调节作用。本研究建立高血压大鼠模型,给予麝香通心滴丸干预治疗,探讨麝香通心滴丸对高血压大鼠血管内皮的作用及可能的机制。
SPF级雄性自发性高血压大鼠20只及同类正常血压大鼠10只,体质量200~220 g,购自上海高血压病研究所实验动物中心。大鼠分笼饲养,室温20~25 ℃,湿度50%,每天光照12 h。适应性饲养1周后,采用随机数字表法将自发性高血压大鼠分为模型组 (SHR组) 及麝香通心滴丸组 (STX组),每组10只;正常血压大鼠作为对照组。
根据人体与动物药物等效剂量换算公式[8]:B种动物的剂量 (g)=A种动物剂量 (g/kg)×W (折算系数)×B种动物的体质量 (kg)。人与大鼠的折算系数为6。因此,麝香通心滴丸的大鼠给药剂量约为4.2 mg/kg,将麝香通心滴丸利用无菌蒸馏水配制成420 mg/mL药液,灌胃给药,1次/d,连续治疗2周,每周测量1次体质量,并根据体质量变化调整给药剂量,对照组和SHR组给予等体积蒸馏水。
分别于给药前,给药1周、2周后,进行大鼠尾动脉血压测量,在恒温安静的环境下,上午8:00至12:00进行大鼠动脉血压测量,每次每只大鼠重复测量3次,血压以波动不超过10 mmHg为宜,取3次平均值。
给药2周后大鼠禁食12 h,然后戊巴比妥钠(50 mg/kg) 腹腔注射麻醉,于腹主动脉采血8 mL,10 000 r/min离心10 min分离血清,-20 ℃冰箱中保存备用。4%多聚甲醛灌注血管,随后生理盐水冲洗5 min,暴露胸主动脉,每只大鼠取胸主动脉 (约4.0 cm),液氮冷冻后置于-80 ℃深冻冰箱保存。
分别采用硝酸还原酶法测定各组大鼠血管内皮NO含量、TBA法测定大鼠血管内皮MDA含量、采用羟胺法测定大鼠血管内皮SOD活性 (南京建成生物技术有限公司)。将各组大鼠胸主动脉,用1 mL预冷的PBS缓冲液匀浆,4 ℃ 10 000 r/min离心10 min,吸取上清液至新的离心管中,采用考马斯亮蓝检测组织匀浆液中蛋白含量。大鼠胸主动脉NO、MDA含量及SOD活性检测实验步骤严格按照试剂盒说明书进行。
酶联免疫吸附实验 (enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA) 检测各组大鼠血清中ET-1及VEGF含量,步骤严格按照试剂盒说明书进行操作。酶标仪在450 nm波长下检测吸光度值,根据梯度浓度标准品的OD值绘制标准曲线,得到回归方程,根据回归方程计算样品中ET-1及VEGF含量。
利用TRIzol法提取组织中总RNA,取各组大鼠胸主动脉加入1 mL TRIzol进行匀浆,匀浆液置于1.5 mL 离心管中备用;每管加入0.2 mL 氯仿,盖紧盖子后剧烈震摇15 s,冰浴5 min。4 ℃ 12 000 r/min离心10 min;取上层水相,加入0.5 mL 异丙醇,轻轻颠倒,冰浴10 min。4 ℃ 12 000 r/min离心10 min;弃上清,加入1 mL用DEPC处理的水配置的75%乙醇,洗涤沉淀。4 ℃ 7 500 r/min离心5 min;弃上清,自然吹干后用0.01% DEPC溶解沉淀,待用。按照试剂盒说明书合成cDNA。取2 μL cDNA为模板,按照实时 PCR说明书进行体外扩增,以β-actin作为内参,引物序列如下:β-actin,上游5’-GGGAAATCGTGCGTGACAT-3’,下游5’-TCAGGAGGAGCAATGATCTTG-3’;ET-1,上游5’-AGGCGATCAGAGCAACCAG -3’,下游5’-CCA TCAAGGAGGAGCAGGA-3’;VEGF,上游5’-ACGTC GGAGAGCAACGTCAC-3’,下 游5’-ACCGGGATTTC TTGCGCTTTCGT-3’。结果使用2-△△Ct法计算基因相对表达变化。反应体系50 μL,反应条件如下:在95 ℃预变性5 min;94 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 60 s,循环30次;72 ℃ 1 min。
将大鼠胸主动脉剪碎,提取总蛋白,4 ℃ 12 000 r/min离心20 min,使用BCA蛋白定量试剂盒对蛋白进行定量,进行SDS-聚丙烯酸胺凝胶电泳,使用PVDF膜转膜2 h,5%脱脂奶粉封闭液封闭1 h,TBST洗膜,分别加入RhoA、ROCK、MLC及β-actin一抗(1 ∶1 000),TBST洗膜加入相应HRP标记二抗稀释浓度为1 ∶1 000,室温孵育1 h。TBST洗膜,ECL发光试剂盒发光,凝胶成像系统成像,Image J软件计算灰度值,采用目的条带与内参蛋白条带光密度比值作为结果。
在给予麝香通心滴丸治疗前,SHR组及STX组大鼠收缩压与对照组比较明显升高,差异具有统计学意义 (P< 0.05),而SHR组与STX组大鼠收缩压差异没有统计学意义 (P> 0.05) ;在给药1周及2周后结果显示,与SHR组比较,STX组大鼠尾动脉收缩压明显降低,差异有统计学意义 (P< 0.05),见表1。
表1 各组大鼠不同时期收缩压比较 (mmHg)Tab.1 Changes in systolic blood pressure at different time points in each group (mmHg)
与对照组比较,SHR组大鼠血管组织中NO含量及SOD活性明显降低,而MDA含量却显著增加,差异有统计学意义 (均P< 0.05) ;给予麝香通心滴丸治疗后,与SHR组比较,STX组大鼠血管组织中NO含量及SOD活性明显增加,而MDA含量显著降低 (均P<0.05),见表2。麝香通心滴丸能够明显增加高血压大鼠血管内皮NO含量并减轻氧化应激水平。
如表3所示,与对照组比较,SHR组大鼠血清中ET-1及VEGF含量明显升高 (P< 0.05) ;给予麝香通心滴丸治疗后,与SHR组比较,STX组大鼠血清中ET-1及VEGF含量显著降低 (P< 0.05)。麝香通心滴丸能够调节高血压大鼠体内血管活性物质的水平。
表2 各组大鼠血管组织中NO、MDA含量及SOD活性比较Tab.2 Comparison of NO,MDA content,and SOD activity in the vascular tissues of rats in each group
表3 各组大鼠血清中ET-1、VEGF含量及血管组织中ET-1、VEGF mRNA表达比较Tab.3 Comparison of ET-1 and VEGF levels in serum,as well as those of ET-1 and VEGF mRNA expression in the vascular tissues of rats in each group
与对照组比较,模型组大鼠血管组织中ET-1及VEGFmRNA明显升高 (P< 0.05) ;给予麝香通心滴丸治疗后,与SHR组比较,大鼠血管组织中ET-1及VEGFmRNA显著降低 (均P< 0.05),见表3,与血清ELISA结果一致。
结果显示,与对照组比较,SHR组大鼠RhoA、ROCK及MLC蛋白表达量明显升高 (均P< 0.05) ;给予麝香通心滴丸治疗后,与SHR组比较,STX组大鼠血管组织中RhoA、ROCK及MLC蛋白表达明显降低 (均P< 0.05),见图1、表4。麝香通心滴丸发挥对高血压大鼠血管内皮的保护作用,可能与抑制RhoA/ROCK信号通路有关。
图1 各组大鼠RhoA、ROCK及MLC蛋白表达Fig.1 RhoA,ROCK,and MLC protein expression in each group
血管内皮细胞是循环血液与血管内皮组织之间的单层细胞,是机体血液与组织之间的代谢交换屏障,也是机体分泌多种活性物质的内分泌腺,具有调节血管收缩及舒张的能力。血管内皮是调节血管张力、细胞生长以及白细胞、血小板和血管壁之间相互作用的组织,血管内皮功能不良与高血压的发生发展密切相关[9]。内皮功能障碍可增加全身血管阻力,从而导致高血压的发展[10]。中医药治疗血管性病变主要以活血化瘀为主,降脂、抗凝,从而起到调节血管内皮功能的作用。麝香通心滴丸主要成分麝香具有抗血栓、抗血小板聚集的作用,并能抑制心肌耗氧量,对冠心病患者的血管内皮具有一定的保护作用;人参主要成分人参皂苷具有较强的抗氧化作用,对心肌缺血再灌注损伤、肝损伤及高血压、高血脂等大鼠模型均能够发挥清除氧自由基、抑制氧化应激的作用;蟾酥具有调节血压、扩张冠状动脉作用,同时还能够抑制炎症、调节免疫;丹参及熊胆粉具有降脂溶栓的作用[11-12]。因此,麝香通心滴丸能够多方面纠正血管内皮功能紊乱,保护血管内皮功能。
表4 各组大鼠RhoA、ROCK及MLC蛋白表达比较Tab.4 Comparison of RhoA,ROCK,and MLC protein expression in rats in each group
NO在心血管系统疾病发病机制及治疗中具有重要作用,NO能抑制血小板的聚集,防止血栓形成,抑制炎症浸润,增强免疫调节,降低血压和调节血管张力[13]。NO通过激活鸟苷酸环化酶以增加环磷酸鸟苷水平,环磷酸鸟苷能减少大量钙依赖性细胞内钙的含量,从而抑制钙介导的磷酸化,达到扩张血管目的。NO还能够通过调节血管张力抑制血管紧张素Ⅱ对近曲小管Na+的重吸收,影响胞内环磷酸腺苷对肾脏水钠盐滤过、重吸收,从而调节血压[14]。在病理状态下,NO释放受到抑制,造成血管舒张功能障碍或血管内皮收缩因子生成增加,导致血压升高,血压升高加重对内皮细胞的损害,进一步抑制NO的释放,造成恶性循环[15]。本研究STX组给予麝香通心滴丸后大鼠体内NO水平明显增加,说明其具有逆转高血压造成的NO合成及释放量降低的作用。
ET-1是由血管内皮分泌的细胞因子,具有强烈的缩血管作用。ET-1与NO是相互制约的血管活性物质,NO水平降低,ET-1水平则会增加,造成血管收缩。ET-1还能够通过激活钙通道,增加钙内流,促进血管平滑肌收缩和增生,增加外周血管阻力,引起血压升高[16]。VEGF是重要的促进血管生成的细胞因子。有研究[17]表明,高血压发生后VEGF表达升高,进而抑制血管内皮细胞凋亡促进增殖,导致血管通透性增加,可能与激活PI3K/AKT信号通路有关。本研究发现麝香通心滴丸治疗后,大鼠血清中ET-1及VEGF含量及胸主动脉ET-1及VEGFmRNA的表达明显降低,发挥了对高血压大鼠血管内皮的保护作用。
研究[18]显示高血压可导致机体SOD活性降低及MDA含量增加,从而发生氧化应激反应,导致血管内皮细胞功能受损。本研究中,高血压大鼠血管内皮中SOD活性明显降低,而MDA含量明显增加(均P< 0.05) ;麝香通心滴丸治疗能够增加SOD活性,降低MDA含量,改善高血压大鼠氧化应激水平,从而改善血管内皮损伤。
有研究[6,19]表明,RhoA/ROCK信号通路参与高血压的发生与发展,在不同高血压大鼠模型血管内皮中均可以检测出RhoA、ROCK的大量激活。给予ROCK抑制剂可不同程度降低血压,因此推测RhoA/ROCK信号通路有可能成为高血压治疗的有效靶点[20]。RhoA是Rho GTP酶家族中研究最广泛的成员之一,RhoA介导应力纤维的形成。ROCK为Rho激酶,是RhoA最直接的下游靶基因,具有调节细胞收缩、迁移和增殖等多种功能。血管内皮收缩与舒张的平衡对于维持血压稳定至关重要,RhoA/ROCK信号通路可以诱导机体对钙离子的敏感性增加,抑制MLC蛋白活性导致血管内皮收缩;同时,RhoA/ROCK信号通路激活后还能够促进MLC磷酸化,诱导血管内皮收缩,使血压升高[21-22]。本研究结果发现,麝香通心滴丸可以抑制高血压大鼠血管组织中RhoA、ROCK及MLC蛋白的表达,从而抑制RhoA/ROCK信号通路活性,抑制血管收缩,降低血管通透性,改善高血压大鼠血管内皮损伤。
综上所述,麝香通心滴丸能够增加高血压大鼠NO合成及释放,抑制血管活性物质ET-1及VEGF的含量,改善氧化应激,发挥降压和保护血管内皮的作用,其机制可能与抑制RhoA/ROCK信号通路有关。