摘要:目的:觀察益氣養(yǎng)陰、活血化瘀方對病毒性心肌病小鼠心肌基質(zhì)全屬蛋白酶1(matrix metalloprotemase-1,MMP-1)mRNA表達(dá)的影響。方法采用反復(fù)腹腔注射柯薩奇B3m病毒的方式復(fù)制動物模型,270只Balb/c小鼠隨機分為5組,空白組30只,模型組、中藥高劑量組、中藥低劑量組、西藥組各60只;HE和VG染色觀察小鼠心肌形態(tài)學(xué)變化;RT-PCR法檢測心肌組織MMP-1 mRNA的表達(dá)水平。結(jié)果:益氣養(yǎng)陰、活血化瘀萬能明顯改善病毒性心肌病小鼠心肌病理形態(tài)及超微結(jié)構(gòu)的變化,下調(diào)心肌組織MMP-1 mRNA的表達(dá)水平,以中藥高劑量組效果最顯著,MMP-1為0.35±0.11。結(jié)論:益氣養(yǎng)陰、活血化瘀方能通過下調(diào)MMP-1 mRNA的表達(dá),抑制細(xì)胞外基質(zhì)降解及心肌重構(gòu),這可能是其防治病毒性心肌病的作用機制之一。
關(guān)鍵詞:益氣養(yǎng)陰、活血化瘀方;病毒性心肌??;基質(zhì)金屬蛋白酶
中圖分類號:R542.2 R285.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-1349(2007)09-0839-03
近年來的研究認(rèn)為,病毒感染及其介導(dǎo)的免疫損傷參與了病毒性心肌炎(viral myocarditis,VMC)與擴張型心肌病(ddatedcardromyopathy,DCM)的發(fā)生與發(fā)展,并可能是VMC演變?yōu)镈CM的一個重要原因,可將二者統(tǒng)稱為病毒性心肌病(vualmyocardml dsease,VMD)。本研究通過建立柯薩奇病毒重復(fù)感染致病毒性心肌病的動物模型,觀察益氣養(yǎng)陰、活血化瘀方對小鼠心肌組織形態(tài)學(xué)及基質(zhì)金屬蛋白酶-1(MMP-1)mRNA表達(dá)水平的影響,初步探討其作用機制,為尋求中醫(yī)藥治療VMD提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 實驗動物、病毒及藥物:雄性Balb/c小鼠270只,(3~4)周齡,由北京軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物中心提供??滤_奇B3m病毒(CVB3m)由哈爾濱醫(yī)科大學(xué)克山病研究所提供,在Hela細(xì)胞中測50%組織感染率(TCID50)為10。益氣養(yǎng)陰、活血化瘀方由黃芪、紅參、生地黃、麥冬、五味子、川芎、丹參、等藥物組成。中藥經(jīng)水提取,制成浸膏,含水量為21%。用蒸餾水稀釋,調(diào)整濃度為82%,即相當(dāng)于每毫升懸液中含生藥4.3 g備用,由黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院制劑室提供。馬來酸依那普利由揚子江藥業(yè)集團江蘇制藥股份有限公司生產(chǎn)(批號:05080301)。
1.2 主要試劑與儀器RNA,cDNA,PCR試劑盒均為(美國Promega公司生產(chǎn)),NMP-1和β-actin引物(上海捷倍思基因有限公司),透射電子顯微鏡(美國FEI TECAIG公司),普通光學(xué)顯微鏡(日本Olympas公司),輪轉(zhuǎn)式組織切片機(德國萊卡公司),DYY-8B電泳儀(北京醫(yī)療設(shè)備廠),EPPERFOR2002型梯度PCR儀(德國LEICA VLTRACUT公司)等。
1.3 實驗分組與模型制備:240只Balb/c小鼠隨機分為4組:模型組、中藥高劑量組、中藥低劑量組、西藥組,每組各60只。另取30只小鼠作為空白組。模型組、中藥高劑量組、中藥低劑量組、西藥組均于實驗1d,8d,15d,22d,36d,50d時給予腹腔注射RM1640液稀釋的0.1 mL10-4 TCID50 CVB3m,0.1 mL10-3TCID50 CVB3m,0.2mL10-3 TCID50 CVB3m,0.1 mL10-3TCID50 CVB3m,0.1 mL10-3TCID50 CVB3m,0.1 mL10-3TCID50 CVB3m空白組給予同體積的RM1640液。
1.4 給藥及取材方法:各組均于末次病毒注射后10 d,即實驗的第60天開始灌胃。中藥低、高劑量組分別給予益氣養(yǎng)陰、活血化瘀方混懸液灌胃,中藥低劑量組10.35 g/(kg·d);中藥高劑量組20.70 g/(kg·d),以上給藥劑量均為生藥量。西藥組按1.3 mg/(kg·d)灌服用蒸餾水稀釋的濃度為0.65%的馬來酸依那普利混懸液。模型組和空白組灌以同體積蒸餾水。每日1次灌胃,連續(xù)4周。實驗結(jié)束時,無菌取出小鼠心臟,4℃預(yù)冷生理鹽水沖洗血污,濾紙吸干,電子天平稱取心臟重量。沿左室長軸將心臟一分為二,一半置70℃冷凍保存,另一半再一分為二,1/2置4%多聚甲醛中固定,1/2置3%戊二醛中固定。1 5病理學(xué)檢測HE染色觀察心肌的病理學(xué)改變,VG染色觀察心肌間質(zhì)膠原纖維變化。
1.6 心肌組織總RNA的提取:每例心臟組織標(biāo)本各取100mg,采用Tnzol一步法提取心肌總RNA,在紫外分光光度儀下洲定A260與A280值,計算RNA濃度。
1.7 RT-PCR取RNA 5μg進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄。再以反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)液1μg作為模板,加入相應(yīng)引物進(jìn)行PCR擴增。
1.8 統(tǒng)計學(xué)處理:應(yīng)用SPSS13.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,多組均數(shù)間的比較應(yīng)用方差分析,兩兩比較應(yīng)用q檢驗。
2 結(jié) 果
2.1 小鼠心臟質(zhì)量指數(shù)變化:與空白組相比,模型組及中藥低劑量組小鼠心臟/體重比值均明顯增高(P<0.05),而中藥高劑量組、西藥組與空白組相比也有增高,但無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);與模型組相比,中藥低劑量組、中藥高劑量組、西藥組小鼠心臟/體重比值均明顯降低(P<0.05或P<0.01),其中尤以中藥高劑量組和西藥組明顯(P<0.01)。
2.2 心肌組織HE染色結(jié)果:空白組小鼠心肌纖維排列整齊,間質(zhì)血管無改變,未見心肌細(xì)胞變性、壞死;模型組小鼠心肌纖維排列紊亂、斷裂,心肌細(xì)胞肥大,空泡變性,血管充血出血,少量炎細(xì)胞浸潤,間質(zhì)纖維化明顯,中藥低劑量組小鼠心肌纖維排列較紊亂,心肌細(xì)胞空泡變性,血管充血出血,少量炎細(xì)胞浸潤,間質(zhì)輕度纖維化;中藥高劑量組小鼠心肌纖維排列紊亂較輕微;未見心肌斷裂,血管充血出血,少量炎細(xì)胞浸潤,間質(zhì)纖維化程度輕微,西藥組小鼠心肌纖維排列輕微紊亂,未見心肌斷裂,血管充血出血,少量炎細(xì)胞浸潤,間質(zhì)纖維化程度輕微。
2.3 心肌組織VG染色結(jié)果:空白組小鼠心肌內(nèi)偶見被染成紅色的極纖細(xì)的膠原纖維;模型組小鼠心肌明顯可見大量的膠原纖維圍繞在壞死心肌周圍;中藥低劑量組小鼠心肌可見較大量的膠原纖維,范圍較廣;中藥高劑量組小鼠心肌可見血管間質(zhì)有少量膠原纖維聚集;西藥組小鼠心肌可見血管間質(zhì)有較少量膠原纖維聚集。以上結(jié)果提示病毒感染小鼠心肌病灶的局部膠原結(jié)締組織增生,間質(zhì)纖維化。用圖像分析系統(tǒng)對各組膠原容積分別進(jìn)行計算。
2.4 小鼠心肌組織MMP-1 mRNA表達(dá)檢測結(jié)果
2.4.1 小鼠心肌組織MMP-1mRNA電泳條帶比較各組β-actm電泳條帶亮度一致,擴增片段均為450bp。MMP-1mRNA在瓊脂糖電泳凝膠上紫外燈下觀察均可見387 bp片段,但各組電泳條帶亮度有明顯差異。
2.4.2 小鼠心肌組織MMP-1 mRNA電泳產(chǎn)物灰度掃描值變化與空白組相比,各組小鼠心肌組織MMP-1 mRNA表達(dá)升高(P<0.05);與模型組相比,中藥低劑量組心肌組織MMP-1mRNA表達(dá)降低(P<0.05),而中藥高劑量組、西藥組心肌組織MMP-1 mRNA表達(dá)明顯降低(P<0.01);中藥高劑量組、西藥組與中藥低劑量組相比,心肌組織MMP-1 mRNA表達(dá)降低(P<0.05)。
3 討 論
目前病毒性心肌病動物模型制作主要包括如下幾種類型.一類是自發(fā)性心肌病模型,另一類是應(yīng)用物理、化學(xué)及藥物誘發(fā)的心肌病模型,再一類是利用分子生物學(xué)的方法(如轉(zhuǎn)基因)誘導(dǎo)心肌病模型。物理誘導(dǎo)的方法如李佳等采用心房快速起搏致擴張型心肌病犬模型,白融等采用快速心室起搏制備擴張型心肌病心力衰竭犬模型等?;瘜W(xué)誘導(dǎo)的方法如袁王景等采用腺苷酸轉(zhuǎn)位酶誘導(dǎo)自身免疫性的心肌病小鼠。藥物誘導(dǎo)的方法多用呋喃唑酮、阿霉素等。此外,就是反復(fù)病毒注射誘導(dǎo)的病毒性心肌病模型。文獻(xiàn)報道致病毒性慢性心肌損傷動物模型大多采用柯薩奇B病毒小劑量多次腹腔注射的方式,從而形成病毒持續(xù)感染的狀態(tài),模擬類似于人類的病毒性心肌病的病變情況。
心臟組織中的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)的合成和降解處于嚴(yán)格的調(diào)控之下,當(dāng)這種平衡被破壞,心臟的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和功能就會受影響。正常心臟膠原合成是一個動態(tài)的過程,合成增加和(或)降解減弱均導(dǎo)致膠原累積,但心室重塑的意義不僅在于膠原的量變,更重要的是心肌基質(zhì)膠原網(wǎng)破壞、消失。心室重塑是VMD的重要病理過程?;|(zhì)金屬蛋白酶(MMP)是基質(zhì)膠原代謝的重要蛋白酶,其活性及平衡受到破壞,必然導(dǎo)致基質(zhì)膠原代謝紊亂,ECM積聚,心肌細(xì)胞滑移,最終導(dǎo)致心室重塑。本研究發(fā)現(xiàn)與空白組相比模型組大鼠心肌MMP-1mRNA表達(dá)明顯升高(P<0.01),心臟/體重比值增高(P<0.05或P<0.01),心肌膠原容積分?jǐn)?shù)明顯增高(P<0.01),心肌纖維排列紊亂、斷裂,間質(zhì)纖維化明顯,說明在VMD的病理過程中,MMP-1水平上調(diào),MMP-1的相對量和(或)活性增加,促使膠原纖維增生,心室重量增加,從而導(dǎo)致心肌重塑。與模型組相比,中藥低劑量組、中藥高劑量組小鼠心臟/體重比值均降低(P<0.05);心肌膠原容積分?jǐn)?shù)明顯降低(P<0.01);中藥低劑量組心肌組織MMP-1 mRNA表達(dá)降低(P<0.05)或P<0.01);且中藥低劑量組、中藥高劑量組較模型組心肌病理改變輕微??梢娨鏆怵B(yǎng)陰、活血化瘀方可能是通過下調(diào)MMP-1表達(dá)水平,從而抑制心肌膠原纖維增生及心肌間質(zhì)纖維化,改善VMD病理形態(tài)的變化而起到保護(hù)心肌的作用,這可能是其防治VMD的作用機制之一。
本文編輯 王雅潔