消退素E1在阿霉素心脏毒性中的保护作用

赵希坤，闫鹏，陈红娟，张文才，王可

阿霉素（ADM）作为一线抗肿瘤药物，具有抗肿瘤谱广、效应高的优点，广泛用于乳腺癌、急性白血病和膀胱癌等恶性肿瘤的治疗[1,2]。阿霉素的毒副作用限制了其临床应用。其中，心脏毒性是阿霉素最主要的毒副反应，具体表现为患者心功能降低、心肌酶学和脑钠肽升高、以及各种类型的心律失常等[3,4]。临床资料显示，当阿霉素累积量超过700 mg/m2时，心脏毒性的发生率高达48%[5]。寻找有效的治疗药物和靶点，对于防治阿霉素心脏毒性具有重要的临床意义。

消退素E1由ω-3不饱和脂肪酸衍生而来，具有抗炎效应[6,7]。研究表明，消退素E1在动脉粥样硬化、心肌梗死和脓毒症心肌损伤等多种心血管疾病中发挥保护效应，机制与炎症消退有关[8-10]。消退素E1在阿霉素心脏毒性中的作用目前鲜有报道。本研究拟探讨消退素E1在阿霉素心脏毒性中的作用，以期为临床研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料30只SPF级雄性C57BL/6小鼠（体重25～30 g）购自湖南斯莱克景达实验动物有限公司。阿霉素购自美国Sigam公司。心肌肌钙蛋白I（cTnI）、肌酸激酶同工酶（CK-MB）、脑钠肽（BNP）、白细胞介素-1（IL-1）、IL-6和IL-10试剂盒均购自南京建成生物研究所。

1.2 动物分组与模型建立采用随机数字表法，将小鼠分成3组：对照组、模型组和药物组，每组各10只。阿霉素心脏毒性模型构建方法：腹腔注射5 mg/kg阿霉素，每周1次，连续4周[11]；药物组小鼠在阿霉素给药基础上，每天灌胃10 μg/kg消退素E1；对照组小鼠仅注射等量生理盐水。

1.3 超声检测心功能利用超声心动图检测小鼠心脏功能，方法如下：将小鼠麻醉后，剔除前胸及左胸部毛发，将超声探头置于小鼠心脏上方，检测并记录心功能参数，包括收缩期左室后壁厚度（LVPWS）、舒张期左室后壁厚度（LVPWD）、射血分数（EF）和缩短分数（FS）。

1.4 血清学检测心功能检测结束后处死小鼠，收集外周血。按照试剂盒说明书，检测小鼠血清cTnI、CK-MB、BNP、IL-1、IL-6和IL-10水平。

1.5 病理学检测处死小鼠后取出心脏，生理盐水洗净后置于4%多聚甲醛中固定。石蜡包埋后，将蜡块置于切片机上，按照4 μm厚度连续切片，进行脱蜡、水化处理。PBS清洗切片上，滴加Proteinase K工作液处理10～15 min，然后加入 50 μl TUNEL反应液，避光孵育30 min。滴加50 μl DAB底物后，加入苏木素复染细胞核，PBS清洗切片。将切片置于光学显微镜下，观察、拍照，计算心肌细胞凋亡率。

1.6 统计学方法所有数据均利用Graphpad 6.0软件进行统计分析。计量数据以均数±标准差（）表示，组间比较采用单因素方差分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 消退素E1对心脏功能的影响超声结果显示：与对照组比较，模型组和药物组小鼠LVPWD、LVPWS、EF和FS均显著降低，差异有统计学意义（P＜0.05）；与模型组比较，药物组小鼠LVPWD、LVPWS、EF和FS均显著升高，差异有统计学意义（P＜0.05），表1。

表1 各组小鼠心脏功能比较

2.2 消退素E1对心肌酶学的影响与对照组比较，模型组和药物组小鼠血清cTnI、CK-MB和BNP显著升高，差异均有统计学意义（P＜0.05）；与模型组比较，药物组小鼠血清cTnI、CK-MB和BNP显著降低，差异有统计学意义（P＜0.05），表2。

表2 各组小鼠心肌酶学比较

2.3 消退素E1对炎症因子的影响与对照组比较，模型组和药物组小鼠血清IL-1和IL-6含量升高，IL-10含量降低，差异有统计学意义（P＜0.05）；与模型组比较，药物组小鼠清IL-1和IL-6含量降低，IL-10含量升高，差异有统计学意义（P＜0.05），表3。

表3 小鼠血清炎症指标表达

2.4 消退素E1对心肌细胞凋亡的影响TUNEL结果显示：与对照组比较，模型组和药物组小鼠心肌细胞凋亡率分别为12.79±1.44和5.55±0.48，显著升高，差异有统计学意义（P＜0.05）；与模型组比较，药物组小鼠心肌细胞凋亡率显著降低，差异有统计学意义（P＜0.05），图1。

图1 各组小鼠心脏TUNEL染色结果（×20）

3 讨论

既往研究表明，阿霉素引起的心脏毒性主要分为急性和慢性两种。其中，急性心脏毒性多出现在用药的早期，以非特异性的心电图改变为主要特征；慢性心脏毒性与阿霉素的累积量有关，多出现器质性心脏改变，包括心力衰竭、心律失常等[12,13]。本研究通过连续、多次注射小剂量阿霉素，模拟临床化疗过程，构建小鼠阿霉素心脏毒性模型。结果显示：阿霉素处理后，模型组小鼠心脏超声参数LVPWD、LVPWS、EF和FS均显著降低，出现严重的心功能不全。此外，相较于对照组，模型组小鼠血清cTnI、CK-MB和BNP均显著升高。上述结果表明，本研究成功建立了小鼠阿霉素心脏毒性模型。

作为抗炎介质，消退素E1已被证实参与多种心血管疾病的致病过程。研究表明，消退素E1预处理可降低主动脉炎症反应，减缓脂质沉积，改善动脉粥样硬化病程[8]。此外，外源性给予消退素E1可降低炎症反应和心肌细胞凋亡，改善缺血再灌注引起的心肌损伤[9]。本研究结果表明，与模型组比较，药物组小鼠心脏超声参数LVPWD、LVPWS、EF和FS均明显升高，心肌损伤指标cTnI、CK-MB和BNP含量均明显降低，提示消退素E1可显著改善阿霉素诱导的心脏毒性。

研究表明，过强的炎症反应与阿霉素心脏毒性的发生密切相关[14]。Chen等[14]研究表明，阿霉素可通过激活机体固有免疫，促进炎症因子的释放，诱发心脏毒性。Singla等[15]研究证实，外泌体可抑制炎症因子的释放、降低机体炎症水平，改善阿霉素引起的心脏毒性。本研究结果表明，相较于对照组，模型组小鼠血清促炎细胞因子IL-1和IL-6含量升高，抗炎细胞因子IL-10含量降低，提示阿霉素可诱导严重的炎症反应。结果表明，消退素E1干预后，小鼠血清IL-1和IL-6含量降低，IL-10含量升高，提示消退素E1的心脏保护作用与促炎症消退效应相关。细胞凋亡是一种在凋亡相关基因和蛋白酶调控下发生的程序性死亡过程，在心血管疾病中起着重要作用[16,17]。研究表明，心肌细胞凋亡是阿霉素心脏毒性的重要机制，且抑制细胞凋亡对于改善阿霉素心脏毒性具有重要的临床意义[14,18]。本研究结果显示，相较于对照组，模型组小鼠心肌细胞凋亡率显著升高，且消退素E1处理可显著降低心肌细胞凋亡率，提示消退素E1具有抗心肌细胞凋亡作用。

综上所述，消退素E1可显著改善阿霉素诱导的心脏毒性，其机制可能与抑制炎症反应和细胞凋亡有关。本研究为消退素E1用于治疗和预防阿霉素心脏毒性提供了理论依据。