摘要:目的 觀察活血(三七總皂苷)、解毒(黃連提取物)、活血解毒中藥有效部位(虎杖提取物、大黃醇提物)對(duì)ApoE基固敲除小鼠動(dòng)脈粥樣硬化(AS)斑塊炎癥反應(yīng)的影響。方法 70只(6~8)周齡小鼠ApoE基因敲除小鼠子高脂飲食喂養(yǎng)13周后,待其形成成熟的AS斑塊后,隨機(jī)分為活血解毒組(虎杖提取物組、大黃醇提物組)、活血對(duì)照組(三七總皂苷組)、解毒對(duì)照組(黃連提取物組)、模型組、陽(yáng)性對(duì)照組(辛伐他汀組)。繼續(xù)高脂喂養(yǎng)并按體重比折算的臨床推薦劑量給予相應(yīng)藥物治療13周后,處死動(dòng)物,檢測(cè)血清超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)及可溶性白細(xì)胞分化抗原40配體(sCINOL)水平,并取主動(dòng)脈根部4個(gè)切面,分別行HE染色和Movat染色,用免疫組化染色法觀察小鼠主動(dòng)脈根部斑塊內(nèi)過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR-r)的蛋白表達(dá),實(shí)時(shí)熒光定量PCR法檢測(cè)主動(dòng)脈內(nèi)PPAR-r及核轉(zhuǎn)錄因子kB(NF-kB)mRNA的表達(dá)。結(jié)果 與模型組比較,大黃醇提物組及虎杖提取物組血清hs-CRP和sCD40L水平均明顯降低(P<0.01或P<0.05)。解毒對(duì)照組黃連提取物主動(dòng)脈斑塊內(nèi)PPAR-r蛋白及基因表達(dá)均明顯增多(P<0.01),而中藥各組小鼠主動(dòng)脈斑塊內(nèi)NF-Kb d3mRNA的表達(dá)與模型組比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論 采用臨床推薦劑量治療的活血解毒中藥有效部位中,虎杖提取物和大黃醇提物可明顯降低ApoE基因敲除小鼠血清炎癥標(biāo)志物hs-CRP及sCD40L水平,其效果優(yōu)于單純活血或解毒組,但對(duì)PPAR-r和NF-kB的作用并不明顯。而黃連提取物卻可明顯增加具有抗AS炎癥作用的保護(hù)性受體PPAR-r的蛋白和基因表達(dá),提示其作用環(huán)節(jié)有所不同,值得深入研究。
關(guān)鍵詞:易損斑塊;活血;解毒;動(dòng)脈粥樣硬化;炎癥反應(yīng)
中圖分類號(hào):R543.5 R285.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-1349(2007)12-1202-04
Ross動(dòng)脈粥樣硬化(AS)炎癥假說認(rèn)為,炎癥反應(yīng)貫穿于AS起始、進(jìn)展及斑塊破裂血栓形成的全過程,是斑塊不穩(wěn)定發(fā)生破裂的中心環(huán)節(jié)。抑制炎癥反應(yīng),防止斑塊破裂現(xiàn)已成為該領(lǐng)域的重要研究方向。既往的研究結(jié)果表明活血中藥酒大黃具有良好的穩(wěn)定易損斑塊作用,效果優(yōu)于其他常用活血中藥組,其機(jī)制與抑制炎癥反應(yīng)有關(guān),由于大黃兼有活血和解毒作用,現(xiàn)代藥理研究表明清熱解毒中藥多具有抗炎的類效應(yīng),而抑制炎癥反應(yīng)又是穩(wěn)定易損斑塊的重要機(jī)制,為此,提出了“活血解毒—抑制炎癥反應(yīng)—穩(wěn)定斑塊”的假說,并在此基礎(chǔ)上,深入研究活血、解毒、活血解每中藥有效部位三七總皂苷、黃連提取物、虎杖提取物、大黃醇提物對(duì)ApoE基因敲除小鼠主動(dòng)脈粥樣硬化斑塊炎癥反應(yīng)的影響。
1 材料與方法
1.1 動(dòng)物 (6~8)周齡ApoE基因敲除小鼠(品系C57BL/6J,北京大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心自美國(guó)Jackson實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)并培育)70只,均為雄性,體重18g~20g,飼以含脂肪21%、膽固醇0.15%的高脂飼料(60Cor滅菌照射處理),飼養(yǎng)條件為2級(jí),室溫保持在22℃~24℃,相對(duì)濕度50%,光照時(shí)間07:00~19:00。
1.2 藥物 虎杖提取物由湖南省洪江華光生物有限責(zé)任公司提供,批號(hào):20050601;大黃醇提物及黃連提取物均由西安奧晶科技發(fā)展有限公司提供,批號(hào)分別為050841、050910;血塞通片(三七總皂苷)由云南特安吶制藥股份有限公司提供,批號(hào)為050118;辛伐他汀(商品名舒降之),由杭州默沙東制藥有限公司出品。批號(hào)為P1196,
1.3 試劑與儀器 小鼠血清超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)和可溶性白細(xì)胞分化抗原40配體(sCD40L)ELISA試劑盒購(gòu)于RB公司(進(jìn)口分裝);一抗小鼠來(lái)源單克隆抗體過氧化物酶體增殖物激活受體r(PPAR-r)由Sant Cruz公司提供;二抗為通用型二抗,購(gòu)自Sant Cruz公司;cDNA合成試劑盒和熒光定量RCR試劑盒均由TaKaRa公司提供;PPAR-R及核轉(zhuǎn)錄因子kB(NF-kB)的上下游引物均由Invitrogen公司提供;全自動(dòng)生化測(cè)定儀型號(hào):RX-2000,美國(guó)TECHNICON公司生產(chǎn);gemeAmpPCR Systerne 9700由美國(guó)ABI公司提供;定量PCR儀型號(hào)Rotor gene-3000A,芬蘭基因公司提供;美國(guó)Image-ProPlus Version 5.0(IPP)圖像分析軟件。
1.4 分組及給藥方法 小鼠喂養(yǎng)13周后,隨機(jī)處死4只,取主動(dòng)脈根部,HE染色普通光鏡下觀察,確定AS形成后,其余小鼠隨機(jī)分為6組:辛伐他汀組、虎杖提取物組、大黃醇提物組、黃連提取物組、模型組及三七總皂苷組各11只。根據(jù)成人每日用藥臨床推薦的常用量:虎杖提取物組0.25s/kg,大黃醇提物組、黃連提取物組均為0.1g/ks,三七總皂苷組0.005g/kg,辛伐他汀組0.0001g/ks。按體重系數(shù)比折算成小鼠用量:虎杖提取物組2252。5 m#M,大黃醇提物組、黃連提取物組均為901mg/kg,三七總皂苷組45.05mg/kg,辛伐他汀組9.01mg/kg。藥物溶于蒸餾水,灌胃給藥,每日1次,繼續(xù)喂養(yǎng)13周。取材前夜禁食,經(jīng)小鼠眼眶靜脈叢采血,離心分離血清,-80℃凍存,用作測(cè)定血清ks-CRP和sCD40 L濃度。處死全部小鼠,無(wú)菌條件下取出心臟及主動(dòng)脈,心臟10%甲醛固定,主動(dòng)脈放在凍存管內(nèi)液氮驟冷,-80℃保存。
1.5 檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)方法
1.5.1 特殊病理染色 改良的Movat五色套染法參考文獻(xiàn)[7]并略加改進(jìn),最終的染色結(jié)果為:細(xì)胞核及彈力纖維為黑色;基質(zhì)和黏蛋白為藍(lán)色;膠原纖維為黃色;平滑肌為紅色;泡沫細(xì)胞為淡紫色。
1.5.2 血清炎癥標(biāo)志物測(cè)定 采用雙抗夾心ELISA法對(duì)小鼠血清ks-CRP和sCD40 L進(jìn)行測(cè)定,嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行操作。
1.5.3 免疫組織化學(xué)染色 小鼠心底部橫斷面連續(xù)切片,每隔50/μn連續(xù)取6張切片,切片厚5μm。按Suzuki等確立的方法,每只小鼠的主動(dòng)脈根部取4個(gè)相同的切面,分別為:①升主動(dòng)脈最近端橫截面,切面形態(tài)呈圓形;②主動(dòng)脈辦附著部位,并有冠狀動(dòng)脈開口;③主動(dòng)脈辦起始橫截面;④主動(dòng)脈辦完全出現(xiàn)并匯合在一起。分別進(jìn)行病理HE和Movat染色。免疫組化染色選取第三切面,采用兩步法測(cè)定斑塊內(nèi)PPAR-r蛋白表達(dá)(抗體稀釋度為1:200),每組均以PBS代替一抗作為陰性對(duì)照,在100倍鏡下海張切片選取5個(gè)不同的視野,對(duì)陽(yáng)性區(qū)域累積面積進(jìn)行定量測(cè)定,最后求取斑塊內(nèi)陽(yáng)性區(qū)域面積占斑塊面積的百分比。
1.5.4 實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè) 先提取總RNA,然后取4μL總RNA經(jīng)反轉(zhuǎn)錄酶及隨機(jī)引物等反應(yīng)物混合配成20μL體系,42℃15min,95℃,2min反轉(zhuǎn)錄成cDNA,隨后進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR反應(yīng),小鼠NF-kB引物序列:forward 5,-GGAG-GCATGTTAGTGG-3,reverse 5,-CCCTG CGTTGGATTTCGTG-3,擴(kuò)增片段105bp;小鼠PPAR-r引物序列:forward 5,-TGTCG GTTCAGAAGTGCC TG-3,reverse5,-TTCAG CTGGTC GATAT CACTGGAG-3,擴(kuò)增片段122bp;擴(kuò)增條件是95℃10s,95℃5s,60℃34s,共40個(gè)循環(huán)。以小鼠肌動(dòng)蛋白β-actin為內(nèi)參照,引物序列為:forward 5’-CAGAA GGAGATT AC TGCn:IGGCT-3’reverse 5’-GGAGCCAC CGATCCACACA-3’,擴(kuò)增片段93 bp。最后與模型組比較得出相對(duì)濃度值。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,采用SPSS11.5軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,單因素分析各組差異。
2 結(jié) 果
2.1 對(duì)模型組動(dòng)脈硬化斑塊的觀察 高脂飲食喂養(yǎng)26周后,HE染色顯示小鼠主動(dòng)脈斑塊內(nèi)膽固醇酯及膽固醇結(jié)晶增多,纖維帽菲薄,表面有大量的泡沫細(xì)胞覆蓋,呈現(xiàn)易損斑塊特征。Movat染色顯示斑塊內(nèi)細(xì)胞外脂質(zhì)成分較多,膠原成分較少,血管中膜結(jié)構(gòu)萎縮、變薄。
2.2 各組小鼠血清炎癥標(biāo)志物比較 給藥13周后,人黃醇提物組、虎杖提取物組及辛伐他汀組血清hs-CRP水平較模型組顯著降低(P<0.01),大黃醇提物組及虎杖提取物組血清sCD40L水平較模型組顯著降低(P<0.05),三七總皂苷組和黃連提取物組血清hs-CRP和sCD40L水平與模型組比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。大黃醇提物組、虎杖提取物組血清hs-CRP和sCD40L水平的降低與三七總皂苷組或黃連提取物組比較亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。詳見表1。
2.3 給藥后各組小鼠主動(dòng)脈斑塊內(nèi)PPAR-r蛋白表達(dá)的改變
與模型組比較,給藥13周后黃連提取物組小鼠主動(dòng)脈斑塊內(nèi)PPAR-r蛋白表達(dá)明顯增多(P<0.01),其余各給藥組小鼠主動(dòng)脈斑塊內(nèi)PPAR-r蛋白表達(dá)與模型組比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。詳見圖1、圖2。
2.4 給藥后各組小鼠主動(dòng)脈斑塊內(nèi)PPAR-r mRNA和NF-kBmRNA表達(dá)的改變 與模型組相比,給藥13周后黃連提取物組可明顯增加主動(dòng)脈斑塊內(nèi)PPAR-rmRNA的表達(dá)(P<0.01),其余給藥組PPAR ymRNA的表達(dá)與模型組比較無(wú)統(tǒng)汁學(xué)意義(P>0.05)。而各給藥組中只有辛伐他汀組可明顯降低NF-kBmRNA的表達(dá)(P<0.01)。
3 討 論
研究表明,決定斑塊穩(wěn)定性的主要因素——脂質(zhì)核心的大小、纖維帽的厚度及其修復(fù)能力等與AS炎癥反應(yīng)密切相關(guān)。炎癥引起斑塊不穩(wěn)定的機(jī)制主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面:①炎癥細(xì)胞可促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)脂質(zhì)的沉積。脂蛋白和炎癥反應(yīng)相互作用,形成惡性循環(huán),從而使斑塊趨于不穩(wěn)定;②炎癥細(xì)胞分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶、腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素、干擾素等炎性介質(zhì),相互作用后可促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的降解、削弱纖維帽,或抑制細(xì)胞外基質(zhì)合成,降低其修復(fù)能力,從而使斑塊不穩(wěn)定;③炎癥反應(yīng)還可以促進(jìn)斑塊內(nèi)血管新生,新生血管破裂出血可導(dǎo)致斑塊易損。
CRP是一種急性時(shí)相反應(yīng)蛋白,是機(jī)體非特異炎癥反應(yīng)的敏感標(biāo)志物之一。多項(xiàng)研究顯示,ks-CRP作為目前最可靠的AS炎癥標(biāo)志物,與斑塊的進(jìn)展密切相關(guān),現(xiàn)已被視為急性冠脈綜合征(ACS)發(fā)病的獨(dú)立危險(xiǎn)因子,并用于判定其預(yù)后。CD40-CD40L途徑幾乎貫穿AS發(fā)生發(fā)展乃至斑塊破裂的全過程。研究發(fā)現(xiàn),與穩(wěn)定型心絞痛病人相比,不穩(wěn)定型心絞痛病人外周血sCD40L水平明顯增高。sCD40L與ACS密切相關(guān)。本研究中發(fā)現(xiàn)給藥13周后大黃醇提物組、虎杖提取物組血清ks-CRP和sCD40L水平與模型組比較均顯著降低,活血解毒中藥有效部位組表現(xiàn)出較好的降低AS斑塊血清炎癥標(biāo)記物的作用,明顯優(yōu)于單純活血或解毒組。并且所表現(xiàn)出的趨勢(shì)與各藥物組對(duì)易損斑塊穩(wěn)定性的改善大致相同,從而也驗(yàn)證了先前提出的“活血解毒—抑制炎癥反應(yīng)—穩(wěn)定斑塊”這一假說。
活化的PPAR-r通過活化蛋白、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄活化因子(VXQx)信號(hào)通路能抑制多種與斑塊進(jìn)展相關(guān)促炎癥因子、黏附分子的基因表達(dá),抑制1L-6、環(huán)氧化酶、內(nèi)皮素-1、一氧化氮合酶的表達(dá),從而抑制炎癥反應(yīng)以及減少基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)的產(chǎn)生,最終起到穩(wěn)定動(dòng)脈粥樣斑塊的作用。而NF-KB的激活引起前炎癥因子的表達(dá)是AS發(fā)生與發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。研究表明NF-KB的激活是斑塊破裂的敏感標(biāo)志物之一。本研究結(jié)果表明,給藥13周后黃連提取物可明顯上調(diào)主動(dòng)脈斑塊內(nèi)PPAR-r蛋白及基因表達(dá),但各中藥組均不能明顯降低NF-KB mRNA的基因表達(dá)。因此,推測(cè)黃連提取物可能通過增加抗AS炎癥的PPAR-r受體的表達(dá)而起到穩(wěn)定易損斑塊的作用,這在國(guó)內(nèi)未見其他報(bào)道。
目前,清熱解毒中藥已成為治療冠心病的常用中藥。臨床應(yīng)用的一些清熱解毒藥如黃連解毒湯、清熱解毒方等除了抗菌、調(diào)節(jié)免疫、抑制炎癥反應(yīng)外,還具有抗血小板聚集、抗血栓形成的作用,并對(duì)高血脂、內(nèi)毒素等各種原因?qū)е碌难軆?nèi)皮損傷有保護(hù)作用。這些機(jī)制均能干預(yù)冠狀A(yù)S的發(fā)展進(jìn)程。而PPAR-r受體可通過抑制炎癥反應(yīng)、保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞、抗血栓形成、促進(jìn)膽固醇的逆轉(zhuǎn)運(yùn)、調(diào)節(jié)斑塊內(nèi)膠原代謝等多種途徑去干預(yù)易損AS斑塊。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果,推測(cè)PPAR-r受體可能有望成為清熱解毒中藥抗AS和穩(wěn)定易損斑塊的潛在作用靶點(diǎn),值得深入研究。
本研究提示,抑制炎癥反應(yīng)為活血、解毒類中藥,尤其是具有解毒作用中藥(含單純解毒和活血解毒中藥)穩(wěn)定易損斑塊的作用機(jī)制之一。綜上所述,采用臨床推薦劑量的活血解毒中藥有效部位中,虎杖提取物和大黃醇提物可明顯降低ApoE基因敲除小鼠主動(dòng)脈血清炎癥標(biāo)志物ks-CRP及sCD40L水平,優(yōu)于單純活血或解毒中藥有效部位三七總皂苷和黃連提取物組,但對(duì)PPAR-r,NF-kB上游炎癥相關(guān)因子作用并不明顯。而解毒中藥有效部位黃連提取物可明顯增加抗動(dòng)脈粥樣硬化炎癥的保護(hù)性受體PPAR-r的蛋白和基因表達(dá),提示其作用環(huán)節(jié)有所不同,值得深入研究。
作者簡(jiǎn)介:周明學(xué),現(xiàn)為中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院2005級(jí)博士研究生(郵編:100700);徐浩(通訊作者)、溫見燕、潘琳,工作于中日友好醫(yī)院(郵編:100029);陳可冀,工作于中日友好醫(yī)院、中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院。
(本文編輯 郭懷印)