Celecoxib對心肌肥厚大鼠心室結構功能及PGI2、TXA2的作用

張　琪，薛明明，薛　鋒，辛　雪

(內蒙古醫科大學基礎醫學院生理學教研室，內蒙古 呼和浩特 010059)

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·論著·

Celecoxib對心肌肥厚大鼠心室結構功能及PGI2、TXA2的作用

張琪，薛明明*，薛鋒，辛雪

(內蒙古醫科大學基礎醫學院生理學教研室，內蒙古 呼和浩特 010059)

目的探討塞來昔布(Celecoxib) 對壓力超負荷性心肌肥厚大鼠模型心室結構功能及前列環素(prostaglandin I2,PGI2)、血栓烷A2(thromboxane 2,TXA2)含量的影響。方法將雄性Wister大鼠隨機分為假手術組、模型組、Celecoxib 2周組及Celecoxib 4周組。超聲心動圖測量心功能各項指標。光鏡下左心室組織切片，測量左心室質量指數(left ventricular mass index，LVMI)，ELISA法檢測血漿及心肌組織中PGI2、TXA2的含量。結果模型組、Celecoxib 2周組、Celecoxib 4周大鼠Tie指數高于假手術組,Celecoxib 2周組和Celecoxib 4周組Tie指數低于模型組(P<0.05)。模型組和Celecoxib 2周組IVRT高于假手術組，Celecoxib 4周組IVRT低于模型組和Celecoxib 2周組(P<0.05)。模型組、Celecoxib 2周組、Celecoxib 4周組射血分數(ejection fraction，EF)、左心室短軸縮短率(fraction shortening，FS)低于假手術組，CO高于假手術組(P<0.05)。Celecoxib 4周組血漿中PGI2含量高于假手術組，模型組、Celecoxib 4周組心肌組織中PGI2含量高于假手術組和Celecoxib 2周組(P<0.05)。2組血漿和心肌組織中TXA2含量差異無統計學意義(P<0.05)。結論心肌肥厚早期心臟整體功能及心室結構出現明顯變化，隨時間的延長，心室收縮功能也出現障礙；心肌肥厚大鼠血漿和心肌組織中PGI2發生變化； Celecoxib可以減輕心肌肥厚程度,但長期使用可能產生不良效果。

心肌病,肥厚性；前列環素；血栓烷A2；塞來昔布

10.3969/j.issn.1007-3205.2016.08.002

心肌肥厚是在多種化學因素、機械牽張(壓力負荷、容量負荷等)初始因素誘導下，由各種神經體液因素參與，血流動力學改變引起的心室結構及功能的改變[1-2]。本研究探討心肌肥厚大鼠模型心室肌結構功能的變化以及心肌細胞中前列環素(prostaglandin I2,PGI2)和血栓烷A2(thromboxane2,TXA2)的含量，判斷環氧化酶2(cyclooxygenase 2,COX-2)抑制劑對心肌肥厚大鼠心室結構功能和PGI2、TXA2含量的影響，旨在為COX-2抑制劑類藥物的臨床使用提供可能的用藥指導。現報告如下。

1　材料與方法

1.1實驗動物與主要試劑清潔級健康10周齡雄性Wister大鼠40只，體質量(230±20) g，內蒙古大學實驗動物中心提供。Wister大鼠適應性飼養1周后，隨機分為假手術組、模型組、塞來昔布(Celecoxib)2周組和Clecoxib 4周組，每組10只。

主要試劑:戊巴比妥鈉(上海哈靈生物)、Celecoxib膠囊(美國輝瑞公司)、PGI2ELISA試劑盒(北京寶盈同匯有限公司)、TXA2ELISA試劑盒(北京寶盈同匯有限公司)，中性福爾馬林、二甲苯、無水乙醇、蘇木精、伊紅、中性樹膠。

1.2壓力超負荷心肌肥厚大鼠模型制備大鼠手術前12 h開始禁食，不禁水。大鼠仰臥位固定于鼠板上，沿左腎動脈向上找到腹主動脈，完全游離出一小段。沿血管走行方向，放置7號注射針頭(針頭已磨頓)，用4號手術縫合線結扎，緩慢拔出針頭，確保腹主動脈殘留直徑為0.7 mm，造成70%的動脈狹窄。假手術組打開腹腔，游離出一段腹主動脈，不結扎。

1.3灌胃給藥造模成功后開始灌胃給藥：模型組給予生理鹽水安慰劑20 mL·kg-1·d-1持續灌胃；Celecoxib 2周組給予Celecoxib 20 mL·kg-1·d-1持續灌胃2周，Celecoxib 4周組給予Celecoxib 20 mL·kg-1·d-1持續灌胃4周。

1.4彩色多普勒超聲心動圖檢查應用彩色多普勒超聲診斷儀(GE Vivid9，美國，GE公司)進行超聲心動圖檢查[3]，檢測左心室收縮功能指標：每搏量(stroke volume,SV)、左心室短軸縮短率(fraction shortening，FS)、射血分數(ejection fraction，EF)、心排出量(cardiac output，CO)；心室舒張功能指標：等容舒張時間(isovolumic relaxation time,IVRT)；整體心臟功能指標：Tie指數。

1.5心肌組織標本處理大鼠采血后斷頭處死，快速開胸摘出心臟，預冷生理鹽水清洗，濾紙吸干，盡量避免擠壓心臟，稱質量。去除心房，沿室間隔剪去右心室，預冷生理鹽水清洗后濾紙吸干，稱質量，計算左心室質量指數(left ventricular mass index,LVMI)，即左心室質量與大鼠體質量的比值。沿左心室長軸取一半心肌組織，10%中性福爾馬林固定后制成石蠟切片，行常規HE染色觀察左心室結構的改變，通過普通光學顯微鏡觀察各組大鼠心肌組織的形態結構變化。

1.6PGI2、TXA2水平檢測ELISA法檢測血漿及心肌組織中的炎癥因子 PGI2、TXA2的含量。液氮中凍存的心肌組織于4 ℃下解凍，組織勻漿之后倒入離心管中離心15 min(5 000 r/min)取上清。將血液樣本取出，4 ℃下解凍；并將ELISA試劑盒取出，在室溫下進行平衡。按照ELISA試劑盒說明書進行操作。

2　結　　果

2.1心室肌細胞形態結構光鏡下觀察，假手術組大鼠心室肌細胞排列整齊，間隙較小，細胞大小均勻，邊緣清楚，胞漿染色均勻，胞核大小均一；模型組大鼠心肌細胞排列紊亂，間隙明顯變大，心肌細胞發生肥大，形態不規則，單位面積視野下心肌細胞數量顯著變少，胞漿出現深染，胞核偶見增大；Celecoxib2周組和Clecoxib4周組心肌細胞肥大，數量減少，形態不規則，胞漿深染，胞核顯著增大。見圖1。

2.2大鼠心室功能的變化

2.2.1大鼠心臟整體功能的變化模型組、Celecoxib2周組、Celecoxib4周大鼠Tie指數高于假手術組,Celecoxib2周組和Celecoxib4周組Tie指數低于模型組,差異有統計學意義(P<0.05)，Celecoxib2周組和Celecoxib4周組Tie指數差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

2.2.2大鼠心室舒張功能的變化模型組和Celecoxib2周組IVRT高于假手術組，Celecoxib4周組IVRT低于模型組和Celecoxib2周組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表2。

2.2.3大鼠心室收縮功能的變化4組SV比較差異無統計學意義(P>0.05)；模型組、Celecoxib2周組、Celecoxib4周組EF、FS低于假手術組，CO高于假手術組，差異有統計學意義(P<0.05)，模型組、Celecoxib2周組、Celecoxib4周組間以上指標差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

2.3血漿及心肌組織中PGI2及TXA2濃度的變化Celecoxib4周組血漿中PGI2含量高于假手術組，其他組間差異無統計學意義(P>0.05)；模型組、Celecoxib4周組心肌組織中PGI2含量高于假手術組和Celecoxib2周組，差異有統計學意義(P<0.05)。2組血漿和心肌組織中TXA2含量差異無統計學意義(P<0.05)。見表4。

表1各組大鼠Tie指數比較

組別 Tie指數假手術組 0.395±0.140模型組 1.170±0.273*Celecoxib2周組0.914±0.309*#Celecoxib4周組0.911±0.280*#F 3.419P 0.029

*P<0.05與假手術組比較#P<0.05與模型組比較(SNK-q檢驗)

表2各組大鼠IVRT比較

組別 IVRT假手術組 19.937±1.146模型組 25.551±4.916*Celecoxib2周組26.170±5.794*Celecoxib4周組20.256±6.399#△F 4.462P 0.009

*P<0.05與假手術組比較#P<0.05與模型組比較△P<0.05與Celecoxib 2周組比較(SNK-q檢驗)

表3各組大鼠心室收縮功能比較

組別 SV(mL)EF(%)FS(%)CO(mL)假手術組 0.315±0.08594.194±2.77663.154±5.7340.089±0.022模型組 0.273±0.08080.891±4.401*44.243±4.925*0.602±0.030*Celecoxib2周組0.360±0.14683.044±9.992*47.184±10.180*0.620±0.033*Celecoxib4周組0.350±0.13481.234±7.692*44.180±5.170*0.590±0.120*F 1.1738.55017.607157.549P 0.3340.0000.0000.000

*P<0.05與假手術組比較(SNK-q檢驗)

表4各組大鼠血漿及心肌組織中PGI2、TXA2含量比較

組別 PGI2血漿心肌組織TXA2血漿心肌組織假手術組 73.87±22.7365.73±24.72314.88±99.29868.30±122.53模型組 89.97±22.01175.00±43.09*314.05±91.72966.67±267.27Celecoxib2周組77.98±22.2341.87±11.44*#348.00±112.06906.97±204.25Celecoxib4周組105.19±31.48*178.79±7.91*△303.89±49.711016.70±139.95F 3.18177.3780.4421.157P 0.0350.0000.7240.339

*P<0.05與假手術組比較#P<0.05與模型組比較△P<0.05與Celecoxib 2周組比較(SNK-q檢驗)

3　討　　論

COX是一種雙功能酶，具有環氧化物酶和過氧化氫酶活性，是催化花生四烯酸轉化為PG的關鍵酶，通過催化花生四烯酸轉化為PG、PGI2和TXA2而發揮其藥理作用[4]。PGI2與TXA2是天然的拮抗劑，TXA2可以促進血小板聚集，PGI2可以抑制血小板聚集，二者的相互拮抗可使血液在血管內保持生理的循環狀態，預防心肌肥厚等心血管疾病的發生。

非甾體抗炎藥是一類具有抗炎與鎮痛作用的非處方藥，特異性COX-2抑制劑(如Celecoxib)[5]是其中的一種。因其消除了胃腸道不良反應，且具有消炎鎮痛的作用，目前被廣泛應用。但近來許多臨床統計數據表明，特異性COX-2抑制劑會增加心血管疾病的發生率[6]。因此，正在上市的Celecoxib在心血管方面的作用成為了研究的焦點。

本研究對心肌肥厚大鼠行免疫組織化學切片，光鏡下觀察發現：假手術組大鼠心室肌細胞排列整齊，間隙較小，細胞大小均勻，邊緣清楚，胞漿染色均勻，胞核大小均一；模型組大鼠心肌細胞排列紊亂，間隙明顯變大，心肌細胞發生肥大，形態不規則，單位面積視野下心肌細胞數量顯著變少，胞漿出現深染，胞核偶見增大；Celecoxib 2周組和Clecoxib 4周組心肌細胞肥大，數量減少，形態不規則，胞漿深染，胞核顯著增大。

目前超聲診斷技術具有準確、無創、安全、可重復性高等優點，成為評價心臟結構及功能較為理想的診斷技術[7-9]。隨著超聲技術的發展，高頻探頭的應用，超聲心動圖檢查很快應用于大鼠實驗中[10-13]。近年來動物實驗采用FS、EF、SV及CO描述心室收縮功能。有研究報道，Tie指數可以在心臟發生病變的早期，其他評價心臟功能指標未發生明顯變化時反映心臟整體功能的改變[14-17]，結合超聲心動圖二維彩超測量心室收縮功能指標，能夠對心肌肥厚早期心臟功能進行相對快速而且較好的評價。

本研究應用超聲心動圖檢查大鼠心臟功能的變化，測量FS、EF等心室收縮功能指標，心室舒張功能指標IVRT及整體心功能指標Tie指數。造模成功后大鼠的心室結構已出現明顯的心肌肥厚病變。Celecoxib 2周組和Celecoxib 4周組大鼠心臟整體功能Tie指數低于模型組，表明Celecoxib可以顯著改善心臟的整體功能。 Celecoxib 2周組和Ccelecoxib 4周組間差異無統計學意義，表明長期使用Celecoxib對心臟整體功能并沒有顯著增加治療效果。Celecoxib 4周組IVRT低于模型組和Celecoxib 2周組(P<0.05)，表明長期使用藥物作用能增加對心室舒張功能的緩解作用,短期療效甚微。模型組、Celecoxib 2周組、Celecoxib 4周組大鼠心室收縮功能指數EF、FS均低于假手術組，CO均高于假手術組(P<0.05)，模型組、Celecoxib 2周組、Celecoxib 4周組間差異無統計學意義(P>0.05),表明Celecoxib不能緩解心室收縮功能。

COX-2介導PGI2的合成,PGI2能擴張血管，使血壓下降,抑制血小板的凝聚。因為COX-2抑制劑僅抑制COX-2的合成，而不抑制COX-1的合成,所以會破壞人體內PGI2與TXA2的平衡。而在心肌細胞缺血再灌注過程中由于氧自由基大量產生，激活磷脂酶A，促進心肌細胞、血管內皮細胞、血細胞等細胞膜磷脂分解，花生四烯酸生成、釋放增加，于是細胞合成PGI2增多，血小板生成、釋放TXA2增加，但同時氧自由基引起的脂質過氧化反應會損害血管內皮細胞，脂質過氧化反應產物以及花生四烯酸脂氧代謝產物5-過氧化氫四烯酸、12-過氧化氫四烯酸等選擇性抑制PGI2合成酶，對TXA2合成無影響，PGI2合成減少，TXA2相對增加，PGI2/TXA2比值降低，引起一系列病理變化，從而導致心血管疾病的發生[18]。

本研究結果顯示各組大鼠血漿和心肌組織中TXA2濃度差異無統計學意義，說明Celecoxib對TXA2沒有明顯的影響。Celecoxib 4周組大鼠血漿中PGI2含量高于假手術組(P<0.05)；模型組大鼠心肌組織PGI2含量顯著高于假手術組，Celecoxib 2周組心肌組織中PGI2含量低于模型組，Celecoxib 4周組心肌組織中PGI2含量高于假手術組和Celecoxib 2周組(P<0.05)。推測是由于PGI2在心肌肥厚初期(2周)還可以通過Celecoxib對炎癥反應的抑制來緩解心肌肥厚的程度，但并不能使整體的心功能有顯著的長期的提升，因而在Celecoxib 4周組心肌組織中PGI2不降反升。長期使用Celecoxib是否可能對心肌肥厚產生不良作用以及PGI2與TXA2的關系還有待進一步研究。(本文圖見封三)

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(本文編輯：趙麗潔)

Effects of Celecoxib on the structure and function of rat ventricular and on TXA2and PGI2in rats with myocardial hypertrophy

ZHANG Qi, XUE Ming-ming*, XUE Feng, XIN Xue

(Department of Physiology， the School of Basic Medicine， Inner Mongolia Medical University， Hohhot 010059， China)

ObjectiveTo investigate the effect of Celecoxib on the function and structure of the ventricular, and on the content of prostaglandinI2(PGI2) and thromboxane2(TXA2) in models of rats with pressure-overload myocardial hypertrophy. MethodsFemale Wister rats were randomly divided into sham operation group, model group, Celecoxib 2 weeks group and Celecoxib 4 weeks group. Echocardiographic measurements were used to measure cardiac function indexes. Left ventricle tissue sections were viewed by light microscope. LVMI was measured and content of PGI2, TXA2were measured by ELISA assay in plasma and myocardial tissue. ResultsIn model group, Celecoxib 2 weeks group and Celecoxib 4 weeks group, Tie indexes were higher than that in the the sham group. In Celecoxib 4 weeks group and 2 weeks group, Tie indexes was lower than that in the model group(P<0.05). In model group and Celecoxib 2 weeks group, IVRT was higher compared with the sham group. IVRT of Celecoxib 4 weeks group was lower than that in the model group and Celecoxib 2 weeks group(P<0.05). In model group, Celecoxib 2 weeks group and Celecoxib 4 weeks group, EF, FS were lower than that in sham group, CO was higher than that in sham group(P<0.05). The content of plasma PGI in Celecoxib 4 weeks group was higher than that in the sham group and model group. PGI2in myocardial tissue of Celecoxib 4 weeks group was higher than that in sham group and Celecoxib 2 weeks group(P<0.05). There was no significant difference in the content of TXA2in plasma and cardiac tissue between the 2 groups(P>0.05). ConclusionAt the early stage of cardiac hypertrophy ,ventricular function and structure were significantly changed. With the extension of time, ventricular systolic function also appeared obstacles. PGI2in plasma and myocardial tissue of cardiac hypertrophy rat was changed. Celecoxib can alleviate cardiac hypertrophy. However, long-term use may have a side effect.

cardiomyopathy, hypertrophic； prostaglandin I2； thromboxane A2； celecoxib

2015-12-31；

2016-04-08

內蒙古自治區自然科學基金(2012MS1152)

張琪(1992-)，女，河北威縣人，內蒙古醫科大學基

R542.2

A

1007-3205(2016)08-0874-06

礎醫學院醫學碩士研究生，從事生理學基礎研究。