常冰 李昌


摘要 目的:觀察血府逐瘀湯對冠心病模型大鼠的血管重塑效應及對心肌細胞凋亡的影響。方法:將30只SD大鼠隨機分為空白組、模型組及干預組,每組10只。模型組及干預組大鼠接受高脂飼料喂養7周以制備冠心病模型,造模后中藥干預組大鼠接受血府逐瘀湯灌胃,模型組及空白組大鼠接受等劑量生理鹽水灌胃,連續灌胃4周,干預結束后測量3組大鼠心功能及冠狀動脈血流量,隨后將大鼠處死后取冠狀動脈及左心室組織,進行HE染色觀察冠狀動脈及左心室組織的病理學變化。采用Western blotting法測定PI3K、AKT、Bcl-2、Bax的表達差異。結果:1)與空白組比較,模型組LVSP、-dp/dtmax、+dp/dtmax絕對值明顯下降,差異有統計學意義(P<0.05),其中干預組上述指標較模型組高;2)與假手術大鼠心肌組織比較,模型組及干預組大鼠左心室心肌均出現明顯的病理損害征象;與模型組大鼠比較,干預組心肌組織受損程度明顯減輕;與空白組比較,模型組及干預組大鼠冠狀動脈內中膜均出現明顯增厚,經過血府逐瘀湯干預后的干預組大鼠動脈內中膜厚度比值明顯低于模型組,差異有統計學意義(P<0.05);3)Western blotting法檢測結果顯示:與空白組比較,2組接受造模的大鼠心肌組織PI3K、Bcl-2表達降低,Bax升高,血府逐瘀湯可上調PI3K及AKT的磷酸化程度,提高了Bcl-2表達,抑制了Bax的水平。結論:血府逐瘀湯有抑制冠心病模型大鼠血管重塑及保護心臟的效應,其作用機制可能與介導PI3K-AKT信號通路有關。
關鍵詞 冠心病模型;大鼠;血管重塑;心肌保護;凋亡;PI3K-AKT信號通路;作用機制
Abstract Objective:To observe the effects of Xuefu Zhuyu Decoction on vascular remodeling and cardiomyocyte apoptosis in coronary heart disease model rats.Methods:A total of 30 SD rats were randomly divided into sham operation group,model group and intervention group,with 10 rats in each group.Rats in the model group and intervention group were fed with high-fat diet for 7 weeks to prepare coronary heart disease model.Rats in the intervention group received Xuefu Zhuyu Decoction by gavage.Rats in the model group and the sham operation group received the same dose of normal saline by gavage for 4 weeks.After the intervention,cardiac function and coronary blood flow were measured in each group of rats,and the coronary artery and left ventricular tissue were taken after the rats were killed.Pathological changes of the coronary artery and left ventricular tissue were observed by HE staining.Expressions of PI3K,AKT,Bcl-2 and Bax were detected by Western blotting.Results: 1)Compared with the sham operation group,the absolute values of LVSP,-dp/dtmax and+dp/dtmax in the model group were decreased obviously,with statistical significance(P<0.05),in which the above indexes in the intervention group were up-regulated compared with those in the model group. 2)The left ventricular myocardium in the model group and the intervention group showed obvious pathological changes compared with that in the sham operation group.Compared with the model group,the damage degree of myocardial tissue in the intervention group was significantly reduced; compared with the sham operation group,the intima-media thickness of coronary artery in the model group and the intervention group was significantly thickened.After the intervention of Xuefu Zhuyu Decoction,the ratio of intima-media thickness of the artery in the intervention group was significantly lower than that in the model group,and the difference was statistically significant(P<0.05). 3)Western blotting showed:compared with the sham operation group,the expressions of PI3K and Bcl-2 in the myocardial tissue of rats in the other 2 groups underwent modeling were decreased,while the expression of Bax was increased.Xuefu Zhuyu Decoction could up-regulate the phosphorylation of PI3K and AKT,up-regulate the expression of Bcl-2,and inhibit the level of Bax.Conclusion:Xuefu Zhuyu Decoction has the effect of inhibiting vascular remodeling and protecting the heart in coronary heart disease model rats,and its mechanism may be related to mediating the PI3K-AKT signaling pathway.
Key Words Coronary heart disease model; Rat; Vascular remodeling; Myocardial protection; Apoptosis; PI3K-AKT signaling pathway; Mechanism
中圖分類號:R542.2;R965.1文獻標識碼:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2019.08.019
冠心病(Coronary Heart Disease,CHD)指的是冠狀動脈粥樣硬化后導致冠脈管腔狹窄以及順應性改變,導致冠狀動脈供血不足,由此引起心肌缺血、缺氧改變的心臟疾患。有研究表明磷酯酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B(Phosphatidylinositol 3-kinase/protein Kinase B,PI3K-AKT)信號通路對心肌細胞的存活及功能有重要調控效應,通過調控血管平滑肌細胞的增殖、遷移、凋亡等途徑影響CHD的進程,其中凋亡是最關鍵環節。CHD屬于中醫學“胸痹”“真心痛”的范疇,認為氣滯、寒凝、痰瘀、虛損是重要病因,其中心血瘀阻是重要證型,故活血化瘀,祛瘀止痛是重要治則[1-3]。血府逐瘀湯具有活血化瘀、行氣止痛的作用,臨床不乏其有效治療CHD的報道[4-7],但其作用機制目前尚無統一定論,基于此我們利用CHD大鼠模型,深入研究血府逐瘀湯的作用機制,現報道如下。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 動物 30只雄性SD大鼠,購買自濟南金豐實驗動物有限公司(許可證號:SCXK(魯)2014 0006),所有動物均飼養于本院動物實驗中心,飼養環境設置如下:溫度(23±1.5)℃,濕度(51±1.5)%,12 h/12 h光暗周期。
1.1.2 藥物 血府逐瘀湯由本院中藥研究院提供,中藥組成:川芎15 g、生地黃12 g、桔梗6 g、柴胡9 g、當歸9 g、赤芍9 g、川牛膝12 g、桃仁9 g、紅花9 g、甘草6 g。
1.1.3 試劑與儀器 PI3K一抗抗體(Abcam有限公司,貨號ab32089)、AKT(Abcam有限公司,貨號:ab8805)、Bax(Abcam有限公司,貨號:ab32503)、Bcl-2(Abcam有限公司,貨號:ab32124)、β-actin一抗抗體(Abcam有限公司,貨號ab8226)、SDS-PAGE凝膠配制試劑盒(碧云天公司),ECL顯影試劑盒(賽默飛世爾科技有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 分組與模型制備
1.2.1.1 分組 采用數字隨機法將30只SD大鼠分為空白組、模型組及干預組,每組10只。3組大鼠在體質量、鼠齡各方面比較,差異無統計學意義(P>0.05)。
1.2.1.2 模型制備 空白組大鼠接受普通飼料飼養,模型組及干預組大鼠接受高脂飼養喂養,高脂飼料配制如下:膽固醇∶豬油∶丙硫氧嘧啶∶基礎飼料=4∶10∶0.2∶86的比例配置,模型組和干預組在接受高脂飼料喂養的同時灌胃10 mL/(kg·d)脂肪乳劑(脂肪乳劑配制方法:豬油20 g溶化后,加膽固醇10 g,膽酸鈉2 g,甲基丙硫氧嘧啶1 g,攪勻,加入20 mL吐溫-80,蒸餾加至100 mL充分混勻,即成,用時以37 ℃水浴融化),連續喂養7周[8]。
1.2.2 干預方法 造模后干預組大鼠接受血府逐瘀湯灌胃,按大鼠與人體間等效劑量換算成1.32 g/mL,每日灌胃1次,空白組及模型組大鼠接受等劑量的生理鹽水灌胃,3組均連續灌胃4周。
1.2.3 檢測指標與方法
1.2.3.1 心功能及冠狀動脈血流量 干預結束后對3組大鼠經房室插入球囊,連接壓力換能器,將所得數據傳輸至計算機,計算出左心室收縮壓(LVSP)、左室內壓最大變化速率(±dp/dtmax),同時對冠狀動脈血流量進行測定。
1.2.3.2 冠狀動脈及左心室組織HE染色 從各組中隨機選取3只大鼠,取出冠狀動脈及左心室組織,將所獲組織置于10%多聚甲醛固定24 h,隨后取出組織進行脫水,步驟如下:二甲苯(Ⅰ)15 min-二甲苯(Ⅱ)15 min-無水乙醇12 min-無水乙醇5 min-80%乙醇8 min-蒸餾水5 min,隨后將組織進行石蠟包埋,切片后中性樹膠封固,蘇木精液染色5 min,清水沖洗3 min,顯微鏡下觀察并進行圖像采集。
1.2.3.3 Western blotting法測定PI3K、AKT、Bcl-2、Bax的表達差異 從各組中隨機選取3只大鼠,取出左心室組織稱重后以1∶100比例加入適量蛋白裂解液,靜置10 min后將組織置于離心機15 000 r/min離心10 min,取出上清液后用BCA試劑盒測定各樣本蛋白含量,根據計算的上樣量將各樣本加入至電泳凝膠,電泳結束后將目的蛋白轉膜至PVDF膜,隨后將PVDF膜清洗干凈后加入事先配制好的脫脂蛋白,封閉2 h后使用TBST洗滌,共3次,5 min/次,隨后加入稀釋后的一抗(抗體:稀釋液=1∶1 000),孵育24 h后取出生物膜,再用TBST洗滌,共3次,5 min/次,加入二抗孵育1 h后隨后加入顯影液,在凝膠成像系統中進行化學發光顯影、采集及觀察。
1.3 統計學方法 采用SPSS 20.0統計軟件對研究數據進行統計分析,計量資料用均數±標準差(±s)表示,對數據進行正態分布檢測,符合正態分布采用t檢驗,不符合正態分布采用秩和檢驗,以P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 3組心功能及冠狀動脈血流量比較 與空白組比較,模型組和干預組的LVSP、-dp/dtmax、+dp/dtmax、CF絕對值明顯下降,差異有統計學意義(P<0.05),其中干預組上述指標較模型組高,2組比較差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。
2.2 3組HE染色結果比較 與空白組比較,模型組及干預組大鼠冠狀動脈內中膜均出現明顯增厚,經過血府逐瘀湯干預后干預組大鼠動脈內中膜厚度比值明顯低于模型組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表2、圖1。左心室組織HE染色:空白組大鼠心肌細胞排列齊整,細胞膜完整,心肌細胞飽滿,胞質著色均勻,心肌間質無水腫等病理征象。模型組大鼠心肌細胞排列紊亂,部分出現纖維化,心肌間質伴隨明顯的水腫及炎性細胞浸潤,并出現多發的灶狀的空泡變性。干預組大鼠部分心肌組織也存在纖維化現象,但程度較模型組減輕,心肌間質有少量炎性細胞浸潤,輕度水腫,少量灶狀的空泡變性。見圖2。
2.3 3組Western blotting法檢測結果比較 與空白組比較,2組接受造模的大鼠心肌組織PI3K、Bcl-2表達降低,Bax升高,血府逐瘀湯提高了PI3K及AKT的磷酸化程度,上調了Bcl-2表達,抑制了Bax的水平。見圖3。
3 討論
CHD的發生發展與高脂血癥有緊密的關系,脂質長時間沉積于血液中,不斷刺激動脈血管內膜,導致結締組織增生而引起冠脈管腔狹窄和冠脈痙攣性改變,導致心肌組織缺血缺氧,從而出現本病。故本研究參照諸多文獻[9-11]后通過飼養高脂飼料、灌胃脂肪乳制備CHD模型。CHD屬于中醫學“胸痹”“真心痛”等范疇,根據其臨床表現可分為寒凝心脈證、心血瘀阻證、氣滯心胸證、痰濁阻滯證等,其中瘀阻心脈是臨床發病率最高的證型,多數CDH患者年事已高,且病程日久,久病體虛,氣血陰陽虧虛,無法濡養,不榮則痛,加之痰濁、寒凝、氣滯心脈,病邪壅堵其中,不通則痛,虛以氣虛為基礎,實則以瘀血為常見。氣為血帥,氣行則血行,氣虛無法順利推動血行,血運遲緩而留滯為瘀,而瘀滯于心脈,導致氣血運行失衡誘發本病。血府逐瘀湯源自王清任《醫林改錯》,川芎、赤芍、生地黃、當歸、桃仁、紅花、牛膝、枳殼、桔梗、柴胡及甘草是本方主要藥物,被視為活血化瘀法的經典方劑。方中桃仁破血化瘀散滯,亦可潤燥,紅花有活血化瘀以止痛,二藥共為君藥。桃仁性味苦平,主要入心經、肝經以及大腸經,在祛瘀生新的基礎上有潤腸通便之功,現代藥理研究顯示桃仁提取物有擴張血管降低血行阻力的作用,并可降低血液黏稠度;紅花性溫味辛,主要入心經及肝經,臨床大量研究證實紅花主要成分紅花黃色素可明顯改善CHD發作時引發的心絞痛癥狀,藥理研究[12-13]發現其具有抗血栓形成、降低心肌細胞興奮性、抗凝、擴張血管等作用,故可明顯改善心脈瘀滯,促進血運。川芎可加強君藥的活血化瘀之功,氣為血帥,氣行則血行,血行則諸瘀自除。其主要成分川芎嗪可催化血管內皮細胞內皮型一氧化氮合酶活性,對維持血管穩態有明顯作用,抑制CHD機體血管內皮炎性效應。赤芍性寒味苦,可活血化瘀、涼血消腫止痛,可緩解不通而痛的病癥,與川芎合用共奏活血化瘀祛瘀之功。牛膝可引血下行,經通則痛止,將郁結于胸中的瘀血引行于下,條暢上焦氣機。川芎、赤芍、牛膝三藥合用共為臣藥。柴胡有疏肝解郁,暢達清陽之功,可通過調暢氣機治療氣滯導致的胸悶、胸痛之癥。桔梗與枳殼同用,一升一降,氣順則郁解[14-15]。當歸有補血活血的作用,可雙向調節心肌平滑肌,其藥理成分是生物活堿。此外當歸主要成分阿魏酸具有抗血小板聚集,抑制血小板5-羥色胺釋放,抑制血小板血栓素a2(txa2)的生成,增強鎮痛,緩解血管痙攣等作用,是生產用于治療心血管疾病藥品的基本原料[16-17]。生地黃有清熱涼血之功,亦可養陰生津,有祛瘀不傷血之功,甘草以緩解諸藥藥性,亦可緩解止痛。諸藥合用即可條暢全身氣機,又可消除局部血瘀[15-16]。本研究結果顯示與空白組比較,模型組LVSP、-dp/dtmax、+dp/dtmax、CF絕對值明顯下降,差異有統計學意義(P<0.05),其中干預組上述指標較模型組上調,這說明血府逐瘀湯有改善CDH模型大鼠的心功能和血供。同時我們證實血府逐瘀湯可明顯改善心肌組織的病理形態,通過抑制大鼠動脈內中膜厚度增強冠脈血液灌流量。
細胞凋亡是程序性細胞死亡,諸多促細胞凋亡及抑制細胞凋亡的蛋白參與其中。PI3K-Akt信號通路是目前備受關注的與凋亡關系密切的信號通路[18-19],其中Akt磷酸化后可進一步誘導Bad磷酸化,當Bad磷酸化后結合細胞質抗凋亡蛋白14-3-3,將Bcl/Bad復合物中的Bcl-2解除出來,從而引發抗凋亡作用。此外Akt可直接磷酸化叉頭轉錄因子而抑制細胞凋亡。細胞色素C從線粒體膜間隙的釋放,在細胞的凋亡早期階段,被磷酸化的Akt可抑制細胞色素C轉移至細胞質內,阻斷細胞異常凋亡程序進行[20-21]。與空白組比較,2組接受造模的大鼠心肌組織PI3K、Bcl-2表達降低,Bax升高,血府逐瘀湯可上調PI3K及AKT的磷酸化程度,上調了Bcl-2表達,抑制了Bax的水平,由此證明血府逐瘀湯可通過介導PI3K-Akt信號通路而發揮作用。
綜上所述,血府逐瘀湯有抑制CHD模型大鼠血管重塑及保護心臟的效應,其作用機制可能與介導PI3K-AKT信號通路有關。
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(2018-10-30收稿 責任編輯:王楊)