芝麻素對大鼠化學性心肌損傷的保護作用

李偉 王歡 姚海 楊解人

摘要：目的? 探討芝麻素（Ses）對大鼠化學性心肌損傷的保護作用及可能機制。方法? SD大鼠30只，隨機分為正常組、模型組和Ses組，每組10只。模型組和Ses組SD大鼠給予D-半乳糖[180 mg·（kg·d），i.p.]和三氯化鋁[15 mg/（kg·d），i.g.]造模12周，Ses組于第13周給予Ses[160 mg/（kg·d），i.g.]治療，連續8周，正常組給予生理鹽水[5.0 ml/（kg·d），i.g.]。末次給藥后稱體重（BW）和全心濕重（HWW）;HE染色觀察心肌病理組織學變化;免疫組化檢測心肌iNOS蛋白表達。結果? 模型組HWW和HWI高于正常組（P<0.01），Ses組HWW和HWI均低于模型組（P<0.05）;光鏡下觀察，正常組大鼠心肌細胞間隙、組織形態正常，呈長梭形，心肌纖維結構清晰整齊。模型組心肌細胞增生肥大，心肌纖維增粗且排列紊亂，細胞核增大。與模型組相比，Ses組心肌細胞增生均有不同程度的改善，心肌纖維排列較為整齊，細胞間隙小于模型組;免疫組化圖像顯示iNOS蛋白主要表達于心肌細胞胞漿中。與正常組相比，模型組iNOS蛋白明顯升高（P<0.01）;與模型組相比，Ses組心肌iNOS蛋白表達降低（P<0.01）。結論? Ses能下調iNOS蛋白表達，減少NO產生，提高抗氧化能力，發揮保護心肌損傷的作用。

關鍵詞：芝麻素;心肌;iNOS;化學性心肌損傷

中圖分類號：R285.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.08.001

文章編號：1006-1959（2019）08-0001-03

Abstract：Objective? To investigate the protective effect and possible mechanism of sesamin （Ses） on chemical myocardial injury in rats. Methods? 30 SD rats were randomly divided into normal group， model group and Ses group， with 10 rats in each group. Two groups of SD rats were given D-galactose [180 mg·（kg·d），i.p.] and aluminum trichloride [15 mg/（kg·d），i.g.] for 12 weeks. The Ses group was treated with Ses [160 mg/（kg·d），i.g.] at the 13th week for 8 weeks and the normal group [5.0 ml/（kg·d），i.g.]. Body weight （BW） and whole heart wet weight （HWW） were measured after the last administration; myocardial histopathological changes were observed by HE staining; myocardial iNOS protein expression was detected by immunohistochemistry. Results? HWW and HWI in the model group were higher than those in the normal group （P<0.01）. The HWW and HWI in the Ses group were lower than those in the model group （P<0.05）. Under the light microscope， the myocardial cell gap and tissue morphology in the normal group were normal. Long fusiform， myocardial fiber structure is clear and tidy. In the model group， the cardiomyocytes proliferated and hypertrophied， the myocardial fibers were thickened and arranged disorderly， and the nucleus increased. Compared with the model group， the myocardial cell proliferation in the Ses group was improved to some extent. The myocardial fibers were arranged neatly and the cell gap was smaller than that in the model group. Immunohistochemical images showed that iNOS protein was mainly expressed in the cytoplasm of cardiomyocytes. Compared with the normal group， the iNOS protein in the model group was significantly increased （P<0.01）. Compared with the model group， the expression of iNOS protein in the Ses group was decreased （P<0.01）. Conclusion? Ses can down-regulate the expression of iNOS protein， reduce the production of NO， increase the antioxidant capacity， and play a role in protecting myocardial injury.

Key words：Sesamin;Myocardium;iNOS;Chemical myocardial injury

芝麻素（sesamin，Ses）是從芝麻中提取的有效成分，具有降壓、降脂、抗氧化等[1，2]作用。研究表明芝麻素能改善心肌和血管的肥厚[3]，本課題組前期研究也表明，芝麻素能防止自發性高血壓大鼠左心室重構[4]，逆轉腎性高血壓大鼠心肌肥厚[5]，改善代謝綜合癥大鼠心肌損傷[6]。但對D-半乳糖和三氯化鋁引起的心肌損傷未見報道，因此，本研究探討芝麻素的保護作用及可能機制。

1材料與方法

1.1動物與試劑? 清潔級Sprague-Dawley（SD）大鼠30只，體重180～220g，雌雄各半。購于蘇州大學實驗動物中心，許可證號：SCXK（蘇）2009-0002，大鼠自然光照，室溫（23±2）℃，相對濕度60%～65%，自由進食和飲水。芝麻素，純度93.7%，分子式C20H15O6，分子量354.34，上海純優生物科技有限公司;三氯化鋁，批號：20110506，國藥集團化學試劑有限公司;D-半乳糖，分子式C6H12O6，分子量180.1，北京雅安達生物技術有限公司;SABC免疫組化試劑盒和iNOS一抗，購于武漢博士德生物工程有限公司;山羊抗小鼠HRP二抗、山羊抗兔HRP二抗，購于碧云天生物技術研究所。

1.2分組與給藥? SD大鼠30只，隨機分為正常組、模型組和Ses組，每組10只。除正常組給予生理鹽水[5.0 ml/（kg·d），i.g.]外，余各組給予D-半乳糖[180 mg/（kg·d），i.p.]和三氯化鋁[15 mg/（kg·d），i.g.]，造模12周，Ses組于第13周給予Ses [160 mg/（kg·d），i.g.]治療8周。

1.3 HE染色? 于末次給藥后，禁食12 h，3%戊巴比妥鈉腹腔麻醉，開胸，取心臟，取心肌組織相同部位，多聚甲醛固定，包埋，切片5 μm/片，常規脫水，蘇木精染色5 min，1%鹽酸酒精分化15 s，流水沖洗，伊紅染色2 min，常規脫水，二甲苯透明，中性樹脂封片。

1.3 HE染色? 取心肌組織相同部位，多聚甲醛固定，包埋，切片5 μm/片，常規脫水，蘇木精染色5 min，1%鹽酸酒精分化15 s，流水沖洗，伊紅染色2 min，常規脫水，二甲苯透明，中性樹脂封片。

1.4免疫組化檢測心肌iNOS蛋白表達? 心肌組織切片，厚度約5 μm/片，常規脫蠟。枸櫞酸鹽緩沖液微波爐高火2.5 min，再低火12 min以熱修復抗原，室溫冷卻。雙蒸水洗3次，3% H2O2 滅活內源性酶37℃ 15 min。0.5% Trionx-100 （PBS配） 洗四次，5% BSA 封閉液37℃ 1 h，滴加兔抗大鼠NOS2（1：300），4℃過夜。37℃孵育1 h，加生物素化山羊抗兔lgG 二抗（1：100）。37℃孵育2 h，PBS洗3次，加SABC （1：100） 37℃ 1 h，PBS洗4次，DAB顯色，烤干，透明和封片。

1.5評價指標? 于末次給藥后，禁食12 h，稱體重（BW），稱全心濕重（heart wet weight，HWW），計算心肌臟器系數（heart weight index，HWI），HWI=HWW/BW。心肌iNOS免疫組化圖像使用Image-pro plus 6.0 軟件進行半定量分析，陽性表達水平用積分光密度值（IOD）表示。

1.6統計學處理? 采用SPSS16.0 統計軟件單因素方差分析，計量資料使用（x±s）表示，組間比較用t檢驗，P<0.05表示差異具有統計學意義，P<0.01表示統計學意義顯著。

2結果

2.1各組大鼠BW、HWW和HWI比較? 模型組HWW和HWI高于正常組，統計學意義顯著（P<0.01），Ses組HWW和HWI均低于模型組，差異有統計學意義（P<0.05），見表1。

2.2芝麻素對心肌組織形態比較? 光鏡下觀察，正常組大鼠心肌細胞間隙、組織形態正常，呈長梭形，心肌纖維結構清晰整齊。模型組心肌細胞增生肥大，心肌纖維增粗且排列紊亂，細胞核增大，說明心肌細胞具有病理損傷。與模型組相比，Ses組心肌細胞增生均有不同程度的改善，心肌纖維排列較為整齊，細胞間隙小于模型組，見圖1。

2.3芝麻素對心肌iNOS蛋白表達? 免疫組化圖像顯示iNOS蛋白主要表達于心肌細胞胞漿中，呈棕黃色顆粒。與正常組相比，模型組iNOS蛋白表達升高，統計學意義顯著（P<0.01）;與模型組相比，Ses組心肌iNOS蛋白表達降低，統計學意義顯著（P<0.01），見圖2。

3討論

D-半乳糖和三氯化鋁常用于制備動物阿爾茨海默癥模型。本課題組前期在使用D-半乳糖和三氯化鋁來誘導大鼠阿爾茨海默癥模型時[7]，偶然發現大鼠的HWW和HWI增加，經HE染色證明心肌細胞伴有增生肥大，心肌纖維增粗排列紊亂，細胞核增大，提示D-半乳糖和三氯化鋁長期攝入不僅可以復制大鼠阿爾茨海默癥模型，同時可以誘導化學性心肌損傷模型。給予模型大鼠口服Ses治療8周后，發現HWW和HWI減輕，光鏡下顯示心肌細胞病理性改變有不同程度的改善，說明Ses能降低心肌HWW和HWI，對心肌損傷具有保護作用。

文獻報道D-半乳糖和鋁長期攝入過量，會改變滲透壓，產生過量活性氧，導致脂質過氧化和蛋白變性，引起腦功能減退，與阿爾茨海默癥的發生和發展相關[8，9]。但對其誘導的化學性心肌損傷的發生和發展是否與氧化應激有關未見報道，故我們從氧化應激角度出發。在病理條件下，NO主要來至iNOS的合成，通過免疫組化方法，觀察到模型大鼠iNOS陽性蛋白顆粒明顯增強，由此可證明D-半乳糖和三氯化鋁引起的氧化應激與誘導iNOS蛋白表達，從而增加NO合成有關，當給予Ses治療以后，iNOS的蛋白表達明顯下調，說明模型大鼠心肌存在明顯氧化應激損傷，Ses具有抗氧化能力，其機制可能與下調iNOS的蛋白表達有關。

綜上所述，Ses對D-半乳糖和三氯化鋁誘導大鼠的化學性心肌損傷具有一定的保護作用，其機制可能與下調心肌iNOS 蛋白表達，減少NO，從而發揮抗氧化能力，確切機制有待進一步研究。

參考文獻：

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[3]Fan D，Yang Z，Liu FY，et al.Sesamin Protects Against Cardiac Remodeling Via Sirt3/ROS Pathway[J].Cell Physiol Biochem，2017，44（6）：2212-2227.

[4]Li W，Kong X，Zhang J，et al.Long-term intake of sesamin improves left ventricular remodelling in spontaneously hypertensive rats[J]. Food Funct，2013，4（3）：453-460.

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[6]黃凱，楊解人，周勇.L-芝麻索對代謝綜合征大鼠心肌損傷的抑制作用[J].中國藥理學與毒理學雜志，2008，22（5）：341-347.

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[8]Peng X，Kong B，Yu H，et al.Protective effect of whey protein hydrolysates against oxidative stress in d-galactose-induced ageing rats[J].International Dairy Journal，2014，34（1）：80-85.

[9]Song J.AnimalModel of Aluminum-Induced Alzheimer's Disease[J]. Adv Exp Med Biol，2018（1091）：113-127.

收稿日期：2019-1-23;修回日期：2019-1-30

編輯/宋偉

基金項目：安徽省優秀青年人才基金（編號：2012SQRL124）

作者簡介：李偉（1989.3-），男，安徽蚌埠人，碩士，藥師，主要從事臨床藥理學方面的研究

通訊作者：楊解人（1955.2-），女，上海人，本科，教授，主要從事臨床藥理學方面的研究