燈盞花素改善應激性心肌病大鼠心功能異常的機制

石　建　曾安寧　熊德高

(黔南州人民醫院，貴州　都勻　558000)

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燈盞花素改善應激性心肌病大鼠心功能異常的機制

石建曾安寧熊德高

(黔南州人民醫院，貴州都勻558000)

目的探討燈盞花素改善應激性心肌病心功能異常的機制。方法48只SD大鼠隨機分為對照組、模型組、燈盞花素組和JAK通路抑制劑AT9283組(n=12)。采用束縛加點擊符合應激法制備應激性大鼠模型，并進行燈盞花素干預治療，分析各組大鼠心臟功能變化及JAK通路蛋白的表達變化。結果應激性大鼠左心室收縮壓明顯降低(P<0.01)，左心室舒張壓、心臟指數和心肌組織羥脯氨酸含量明顯升高(P<0.01)；同時，細胞凋亡蛋白Bax、Caspase3和Caspase6及JAK1、JAK2、JAK3、TIMP1、TIMP2、TIMP4、GRP78和CHOP蛋白表達水平明顯升高(P<0.01)，TGFβ、Bcl2蛋白表達明顯降低(P<0.01)。經燈盞花素干預后上述異常得到明顯的恢復(P<0.01)。結論燈盞花素改善應激性大鼠心肌病心功能異常可能與其調控JAK通路異常激活和細胞凋亡過程有關。

燈盞花素；應激性心肌病；JAK信號轉導通路；細胞凋亡；基質金屬蛋白酶抑制劑

應激性心肌病屬于獲得性心肌病，臨床上主要是由持續性的神經應激誘發的〔1〕。隨著現代社會生產和生活方式的改變，應激性心肌病的發病率有逐年升高的趨勢。應激性心肌病也稱為Tako-tsubo心肌病，患者通常表現出收縮性壞死、炎性浸潤及纖維化過程，但是其發病的相關分子機制尚不明確。Janus激酶(JAK)信號轉導通路是細胞內最關鍵的信號通路之一，其激活或抑制是多種心肌組織損傷和心肌病發病的關鍵，但目前尚未見到其與應激性心肌病相關性的報道〔2〕。燈盞花素具有擴張血管和抗凝的作用，臨床上通常用于腦供血不足、冠心病、心絞痛、高黏血癥等的治療〔3〕。本研究擬探討燈盞花素改善應激性心肌病心功能異常的機制。

1　材料與方法

1.1動物及來源清潔級SD大鼠購自浙江省實驗動物中心，許可證號SZXK(浙)20080033，體重220～240 g。大鼠實驗前均適應性飼養1 w(溫度20℃～25℃，12 h明暗光照交替)，自由攝食及飲水。

1.2分組及模型復制48只SD大鼠隨機分為對照組、模型組、燈盞花素組和JAK通路抑制劑AT9283組(n=12)。除對照組大鼠外，其余各組大鼠采用束縛加點擊復合應激法復制應激性心肌病大鼠模型：將大鼠固定于專用固定器上(30 min)，然后給予大鼠尾部2 mA的電刺激30 min，2次/d，持續15 d。治療：對照組和模型組大鼠給予生理鹽水灌胃，燈盞花素組大鼠給予燈盞花素(50 mg/kg)灌胃治療，AT9283組大鼠給予AT9283(10 mg/kg)灌胃治療，持續30 d。

1.3試劑及儀器全波長酶標儀購自Bio RAD公司；酶標板購自Costar公司；離心機購自上海手術器械廠；燈盞花素購自Sigma公司；AT9283購自美國MCE公司；JAK1、JAK2和JAK3檢測試劑盒購自BD公司；基質金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMP)1和TIMP2檢測試劑盒購自CST公司；TIMP4檢測試劑盒購自Invitrogen公司；轉化生長因子(TGF)β檢測試劑盒購自Peprotech公司；葡萄糖調節蛋白(GRP)78和增強子結合蛋白同源蛋白(CHOP)檢測試劑盒購自IBL公司；Bax和Bcl2檢測試劑盒購自Omega公司；半胱氨酸蛋白酶(Caspase)3和Caspase6檢測試劑盒購自R&D公司。所有檢測過程均按照試劑盒說明書進行。

1.4觀察指標分析各組大鼠左心室收縮壓、左心室舒張壓、心臟指數、心肌組織羥脯氨酸含量及細胞凋亡蛋白Bax/Bcl2、Caspase3、Caspase6、JAK1、JAK2、JAK3、TIMP1、TIMP2、TIMP4、GRP78和CHOP水平變化。

1.5統計學方法應用SPSS17.0軟件，計量資料用單因素方差分析，計數資料采用χ2檢驗。

2　結　果

2.1燈盞花素改善應激性心肌病心功能異常應激性大鼠左心室收縮壓明顯降低(P<0.01)，左心室舒張壓、心臟指數和心肌組織羥脯氨酸含量明顯升高(P<0.01)，燈盞花素干預后上述異常明顯恢復(P<0.01)。見表1。

2.2燈盞花素改善應激性心肌病大鼠血清JAK通路蛋白表達應激性大鼠血清JAK通路蛋白JAK1、JAK2和JAK3蛋白表達水平明顯升高(P<0.01)，燈盞花素干預后上述蛋白的異常表達得到明顯恢復(P<0.01)。見表2。

表1　燈盞花素改善應激性心肌病心功能異常±s,n=12)

表2　燈盞花素改善應激性心肌病大鼠血清JAK通路蛋白表達

2.3燈盞花素改善應激性心肌病大鼠心肌組織細胞凋亡蛋白表達應激性大鼠血清細胞凋亡蛋白Bax、Caspase3和Caspase6蛋白表達水平明顯升高(P<0.01)，而Bcl2蛋白表達明顯降低(P<0.01)，燈盞花素干預后上述蛋白的異常表達得到明顯恢復(P<0.01)。見表3。

2.4燈盞花素改善應激性心肌病大鼠GRP78和CHOP蛋白表達應激性大鼠GRP78和CHOP蛋白表達水平明顯升高(P<0.01)，燈盞花素干預后上述蛋白的異常表達得到明顯恢復(P<0.01)。見表4。

表3　燈盞花素改善應激性心肌病大鼠心肌組織細胞凋亡蛋白表達±s,n=12)

表4　燈盞花素改善應激性心肌病大鼠GRP78和CHOP蛋白表達

2.5燈盞花素改善應激性心肌病大鼠TGFβ和TIMPs表達應激性大鼠血清TIMP1、TIMP2和TIMP4蛋白表達水平明顯升高(P<0.01)，TGFβ蛋白表達明顯降低(P<0.01)；而經燈盞花素干預后上述蛋白的異常表達得到明顯的恢復(P<0.01)。見表5。

表5　燈盞花素改善應激性心肌病大鼠TGFβ和TIMPs表達

3　討　論

應激性心肌病主要是由兒茶酚胺介導的心臟損傷，通常發病急，表現為快速而可逆的左心室心肌收縮功能異常。目前應激性心肌病的發病率升高，但是關于其發病的分子機制尚不清楚。本研究發現，應激性大鼠左心室收縮壓明顯降低而左心室舒張壓、心臟指數和心肌組織羥脯氨酸含量水平明顯升高，同時，細胞凋亡蛋白表達水平明顯升高而TGFβ、Bcl2蛋白表達明顯降低；經燈盞花素干預后上述異常得到明顯的恢復。因此，燈盞花素改善應激性大鼠心肌病心功能異常可能與其調控JAK通路異常激活和細胞凋亡過程有關。

JAK通路蛋白表達異常是多種心臟病理學過程的共同表現，其被抑制也與藥物治療效果有關〔4〕。在分析JAK/STAT通路介導遠距缺血預適應的心肌保護作用的研究中發現JAK通路相關蛋白的異常表達與心肌損傷過程密切相關〔5〕，且JAK2-STAT3信號通路是舒芬太尼預處理誘導大鼠心肌損傷中最關鍵的信號通路〔6〕。以往的研究也發現JAK2/STAT3調節抗增殖蛋白表達是其保護H2S后處理心肌細胞損傷過程的關鍵〔7〕，且瑞舒伐他汀是通過激活JAK-STAT信號傳導通路減輕大鼠心肌缺血再灌注損傷過程〔8〕。本研究提示燈盞花素也通過抑制JAK通路蛋白發揮改善應激性心肌損傷的作用。GRP78和CHOP蛋白是內質網應激過程中的關鍵參與蛋白，其表達異常也與多種心肌組織損傷過程密切相關〔7～10〕。在對促紅細胞生成素抑制心梗大鼠心肌核轉錄因子表達的研究中發現CHOP蛋白的表達異常是大鼠心肌梗死發病的關鍵因素〔11〕，且心衰合劑主要通過調節GRP78蛋白的異常改善大鼠心肌細胞肥大模型心功能異常〔12〕。王凱等〔13〕也證實應激性心肌病模型大鼠心肌組織cathepsin和GRP78表達存在明顯異常，且與心肌病的發病過程有一定的相關性。本研究表明燈盞花素可能是通過抑制上述蛋白表達改善應激性心肌損傷。

1房加雄,齊躍,于慧春,等.應激性心肌病亞型及發病機制新認識〔J〕.中華老年心腦血管病雜志,2016;18(3):317-20.

2王高頻,史曉靜,顏秉菊,等.替米沙坦通過JAK/STAT通路對大鼠心肌缺血再灌注損傷的保護作用〔J〕.中國老年學雜志,2012;32(5):997-1000.

3陳文軍,榮陽,呂艷英,等.燈盞花素治療腦血管病的療效分析與臨床應用研究〔J〕.中國醫藥指南,2015;13(1):215-6.

4張美齊,陳環,沈曄,等.丹參酮ⅡA激活JAK2/STAT3信號通路減輕大鼠心肌缺血再灌注損傷〔J〕.中華中醫藥學刊,2015;23(3):659-62.

5鐘敏,王海燕,楊凱,等.JAK/STAT通路介導遠距缺血預適應的心肌保護作用〔J〕.實用醫學雜志,2015;31(13):2090-2.

6高燕鳳,劉翔,白娟,等.JAK2-STAT3信號通路在舒芬太尼預處理誘導大鼠心肌保護效應中的作用〔J〕.西安交通大學學報(醫學版),2014;35(4):470-4.

7毛洪雅,楊潔瓊,季永.JAK2/STAT3調節抗增殖蛋白表達在H2S后處理心肌細胞中的保護作用〔J〕.中國藥理學通報,2014;30(8):1122-6.

8何悅,王浩,龔艷春.瑞舒伐他汀激活JAK-STAT信號傳導通路抑制大鼠心肌缺血再灌注損傷〔J〕.國際心血管病雜志,2013;40(6):368-71.

9何云云,劉春蕾,李鑫,等.培哚普利對心肌梗死大鼠內質網應激分子GRP78和Caspase-12表達的影響〔J〕.解放軍醫學雜志,2014;39(1):1-4.

10符顯昭,喻嶸,成細華,等.降糖舒心方對MKR糖尿病鼠內質網應激CHOP凋亡信號及心肌重構的影響〔J〕.中華中醫藥雜志,2014;29(6):1994-7.

11馬驥,鄭鳴之,俞月萍.促紅細胞生成素抑制心梗大鼠心肌核轉錄因子CHOP表達的研究〔J〕.中國藥學雜志,2011;46(1):24-7.

12佟彤,尚菊菊,劉紅旭,等.心衰合劑對大鼠心肌細胞肥大模型內質網應激因子Grp78、Caspase-12表達的影響〔J〕.北京中醫藥,2015;34(3):173-5.

13王凱,孫正燕,李鳳,等.應激性心肌病模型大鼠心肌組織cathepsin L和GRP78表達及意義〔J〕.青島大學醫學院學報,2015;51(6):683-4.

〔2015-12-21修回〕

(編輯袁左鳴)

貴州省科學技術基金資助(No.20132326)

熊德高(1958-)，男，主任醫師，主要從事冠心病研究。

石建(1970-)，男，副主任醫師，主要從事冠心病研究。

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A

1005-9202(2016)15-3646-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.15.016