曲美他嗪對心力衰竭大鼠心肌細胞凋亡及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3表達的影響

張 斌 陳賽勇 曲 環

(北京大學深圳醫院心內科，廣東 深圳 518036)

心力衰竭臨床表現為肺淤血、腔靜脈淤血〔1〕。目前關于心力衰竭的發生發展及病理學機制尚不清楚〔2〕。現有文獻報道心力衰竭可能與心肌細胞凋亡有關〔3〕。曲美他嗪為一種改善心肌細胞代謝藥物，該藥物能提供代謝性心肌細胞保護作用，主要是通過減少細胞內H+、Ca2+、Na+的超載，提高乳酸利用率，減少細胞的酮體產生，有效抑制缺氧所致的細胞酸中毒來實現的。本研究旨在探討曲美他嗪對心力衰竭大鼠心肌細胞凋亡及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)-3表達的影響。

1 材料與方法

1.1動物模型及分組 清潔級雄性Wistar大鼠45只，購自北京華阜康生物科技有限公司(動物編號：2009-004)，采用投擲硬幣的方法分為對照組、模型組、實驗組各15只。對照組進行模擬手術，模型組和實驗組采用腎上腹主動脈縮窄法建立心力衰竭大鼠模型。

1.2試劑及儀器 試劑：曲美他嗪，20 mg/片，購自瑞陽制藥有限公司；Caspase-3鼠抗單克隆抗體，購自美國Santa Cruz公司；細胞色素C蛋白兔抗多克隆抗體，購自美國Santa Cruz儀器；熒光倒置顯微鏡，購自日本奧林巴斯公司；離心機，購自美國貝克曼公司；酶標儀，購自美國伯樂公司；壓力換能器(YP100)上海益聯醫學儀器發展有限公司生產；多媒體生物信號記錄儀(V2.0)，上海宏仁生物器械有限公司產品。

1.3實驗方法〔4〕

1.3.1動物造模 對照組行假手術，腹部劍突下切口后，分離腹主動脈，然后關閉腹腔；模型組和實驗組：腹部劍突下切口后，分離腹主動脈，用0號絲線穿過左側腎動脈上方，進行結扎，然后關閉腹腔。

1.3.2凋亡及蛋白檢測 用DNA斷裂的原位末端標記法(TUNEL)檢查凋亡指數(AI)：二氨基聯苯胺(DAB)顯色液顯色，細胞核染成棕褐色為陽性細胞。在高倍視野(×400)下每個標本隨機觀察6個視野，計算細胞總數和陽性細胞數各取平均值，按公式：AI= 凋亡細胞核數/總細胞核數×100%，計算心肌細胞AI。提取各組心肌細胞總蛋白后，采用Western印跡法檢測Caspase-3及細胞色素C蛋白表達水平，并以β-actin為內參進行校正。

1.4統計學處理 采用STATA11.0統計學軟件進行方差分析、t檢驗。

2 結 果

2.1血流動力學指標 實驗組左室舒張末壓力(LVEDP)顯著高于對照組(P<0.05)而顯著低于模型組(P<0.05)；左心室壓力最大上升和下降速率(±dp/dtmax)顯著高于模型組(P<0.05)，而顯著低于對照組(P<0.05)，表1。

表1 3組血流動力學指標比較

與對照組比較：1)P<0.05；與模型組比較：2)P<0.05

2.2細胞AI 對照組、實驗組和模型組心肌細胞AI分別為(1.87±0.32)%，(22.52±5.29)%和(39.71±12.58)%，實驗組低于模型組(P<0.05)，而顯著高于對照組(均P<0.05)。

2.3Caspase-3及細胞色素C蛋白表達 實驗組心肌細胞Caspase-3蛋白表達(0.12±0.07)明顯低于模型組(0.36±0.11，P<0.05)，而顯著高于對照組(0.08±0.02，P<0.05)；實驗組心肌細胞色素C蛋白表達(0.14±0.08)明顯低于模型組(0.38±0.10，P<0.05)，而顯著高于對照組(0.10±0.03，P<0.05)。見圖1。

圖1 3組Caspase-3及細胞色素C蛋白表達

3 討 論

藥理學研究顯示曲美他嗪可抑制游離脂肪酸代謝，使游離脂肪酸代謝減少，從而使心肌以葡萄糖代謝為主產生能量，在冠狀動脈病變而心肌供氧受到限制時，提高氧的利用度，產生更多的高能磷酸鍵，以緩解心肌缺血癥狀，并維持心肌的存活和心臟的功能〔5〕。另外，曲美他嗪使游離脂肪酸代謝產生的乙酰輔酶A減少，從而刺激丙酮酸脫氫酶，間接使葡萄糖氧化得到加強〔6〕。曲美他嗪曲美他嗪可有效降低老年冠心病心力衰竭患者的血清B型尿鈉肽水平,提高左室射血分數，增加臨床療效〔7〕。唐艷芬等〔8〕研究認為曲美他嗪能改善大鼠心力衰竭模型神經激素的分泌，改善心功能狀態。另一項關于凋亡相關蛋白在曲美他嗪干預的心力衰竭大鼠心肌細胞中的表達的研究顯示，曲美他嗪可促進抑凋亡蛋白Bcl-2的表達,抑制促凋亡蛋白Bax的表達,該機制可能參與了曲美他嗪的心保護作用〔9〕。本研究結果提示曲美他嗪可通過抑制大鼠心肌細胞凋亡及Caspase-3表達來改善心臟功能。

1Kovacs SJ.Diastolic function in heart failure〔J〕.Clin Med Insights Cardiol,2015;9(Suppl 1):49-55.

2Yang J,Xu WW,Hu SJ.Heart failure:advanced development in genetics and epigenetics〔J〕.Biomed Res Int,2015;2015:352734.

3Yu J,Yang S,Wang X,etal.Matrine improved the function of heart failure in rats via inhibiting apoptosis and blocking beta3 adrenoreceptor/endothelial nitric oxide synthase pathway〔J〕.Mol Med Rep,2014;10(6):3199-204.

4馮翔宇,李 彤,李秀華,等.曲美他嗪與雷米普利對心力衰竭大鼠心肌細胞凋亡及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3的影響〔J〕.中華老年心腦血管病雜志,2014;16(8):856-9.

5Winter JL,Castro PF,Quintana JC,etal.Effects of trimetazidine in nonischemic heart failure:a randomized study〔J〕.J Card Fail,2014;20(3):149-54.

6Zhou X,Chen J.Is treatment with trimetazidine beneficial in patients with chronic heart failure〔J〕?PLoS One,2014;9(5):e94660.

7范亞坤,趙會穎,梁 芳,等.曲美他嗪對老年冠心病心力衰竭患者心功能的影響〔J〕.河北醫藥,2012;34(14):2127-8.

8唐艷芬,高 想,張鋒莉,等.曲美他嗪對大鼠心力衰竭模型心功能及神經激素的影響〔J〕.中國基層醫藥,2013;20(7):973-5.

9馮翔宇,李秀華,謝亞芹,等.凋亡相關蛋白在曲美他嗪干預的心力衰竭大鼠心肌細胞中的表達〔J〕.解剖學雜志,2014;37(6):735-8.