趙海濱,張秀靜,王 帥,郭 夢(mèng),馬 迪,許曉英
急性心肌梗死(AMI)后的心肌重塑與心臟破裂、室壁瘤形成及心力衰竭等嚴(yán)重并發(fā)癥密切相關(guān),在AMI病死率及預(yù)后中起至關(guān)重要的作用[1]。AMI后心肌重塑機(jī)制復(fù)雜,后果嚴(yán)重,療效不理想,相關(guān)研究亟待深入。目前研究證實(shí)[2],在AMI時(shí)自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)可自發(fā)地向損傷心肌歸巢,并在梗死部位特定的微環(huán)境誘導(dǎo)作用下,分化成新的心肌細(xì)胞,達(dá)到修復(fù)和再生心肌的目的,且能與宿主細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上進(jìn)行整合,實(shí)現(xiàn)“無(wú)創(chuàng)性”組織再生,抑制/減緩心肌重塑的發(fā)生。但目前對(duì)其歸巢缺乏有效的動(dòng)員手段。活血化瘀中藥以中醫(yī)“祛瘀血、生新血”為理論基礎(chǔ),對(duì)AMI后心肌重塑療效肯定,本課題組通過(guò)研究祛瘀生新法在大鼠急性心梗后心肌重塑中的干預(yù)作用及對(duì)BMSCs“歸巢”動(dòng)員的影響,探討祛瘀生新法對(duì)急性心梗后心肌重塑的效應(yīng)機(jī)制,為活血化瘀藥治療急性心梗后心肌重塑提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1 材料 成年清潔級(jí)Wistar大鼠80只,體質(zhì)量(250±10)g,由北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門醫(yī)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供(合格證號(hào)0240574);試劑用藥血塞通軟膠囊由昆明圣火制藥有限責(zé)任公司提供(批號(hào)Z19990022),基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1受體阻斷劑(AMD3100)由北京啟維益成科技有限公司提供(批號(hào)239820-5MG),熒光素藻紅蛋白(PE)標(biāo)記的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞抗原1抗體及心肌c-kit抗體均由北京博奧森生物科技有限公司提供;多媒體生物信號(hào)記錄分析系統(tǒng)MS2000型(廣州市龍飛科技有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 動(dòng)物模型制作 用隨機(jī)數(shù)字表法將大鼠分為正常組、假手術(shù)組、模型組、中藥組、西藥組,每組16只,分籠飼養(yǎng)。
模型組:參照文獻(xiàn)[3-4]制備AMI大鼠模型。鹽酸戊巴比妥鈉(30 mg/kg)腹腔注射麻醉。經(jīng)口氣管插管行小動(dòng)物呼吸機(jī)輔助呼吸,有氧正壓通氣,潮氣量 5~6 mL,呼吸比 1∶2,呼吸頻率 80 次/min。連接標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)聯(lián),記錄大鼠心電圖。經(jīng)左前胸廓旁第3、4肋間逐層開胸,暴露心臟,分離心包,在肺動(dòng)脈圓錐和左心耳交界處用5-0號(hào)絲線結(jié)扎左冠狀動(dòng)脈前降支(LAD)近端制成心肌梗死模型,以心電圖出現(xiàn)壞死性Q波判斷為可能心肌梗死,若無(wú)病理性Q波,則再次結(jié)扎,以提高心肌梗死模型成功率,然后逐層縫合心腔。術(shù)后常規(guī)抗感染治療。
中藥組:制備AMI大鼠模型,術(shù)后立即灌胃給藥,給藥量按《藥理實(shí)驗(yàn)方法學(xué)》所示劑量換算法計(jì)算[5]:200g大鼠劑量(g/kg)=成人的劑量[1g/(kg·d)×0.018]。每日灌胃 1 次,共用 7 d。
西藥組:制備AMI大鼠模型,第6天腹腔注射AMD3100(5 mg/kg),余同模型組大鼠。
假手術(shù)組:大鼠經(jīng)歷上述手術(shù)過(guò)程,絲線從冠狀動(dòng)脈下穿過(guò)但不結(jié)扎。
正常組:不做造模處理。
1.2.2 病理形態(tài)學(xué)檢查 于上述各組處死大鼠,取心肌組織,用4%多聚甲醛固定,石蠟包埋,切片蘇木-伊紅(H-E)染色。常規(guī)H-E染色在光鏡下進(jìn)行病理觀察。
1.2.3 心肌梗死面積硝基四氮唑藍(lán)(N-BT)染色 參照Shatney等[6]的N-BT組化染色方法造模1周后,處死動(dòng)物,取出心臟,以結(jié)扎線為標(biāo)志,每隔3 mm取心臟橫斷面,每只大鼠心臟取材3塊,生理鹽水沖洗,N-BT染色后,微距照相,像片輸入圖像處理系統(tǒng),每只大鼠心臟取5個(gè)橫斷面,分別記錄梗死區(qū)占心臟橫截面的面積百分比,取其平均值。
1.2.4 流式細(xì)胞儀檢測(cè) 大鼠麻醉后,腹主動(dòng)脈采血,肝素抗凝。Ficoll-Hypaque密度梯度離心法分離外周血單個(gè)核細(xì)胞,稀釋至1×106個(gè)/mL,分別加入PE標(biāo)記的c-kit受體單克隆抗體,流式細(xì)胞儀檢測(cè)。
1.2.5 免疫組化檢測(cè) 采用S-P法,DAB顯色,在400倍顯微鏡下計(jì)數(shù)單位面積內(nèi)陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量,每張切片隨機(jī)取9個(gè)視野,取其均值作為測(cè)定值,具體步驟參照試劑盒說(shuō)明書。
1.2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,計(jì)量資料組間比較采用單因素方差分析,以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 心肌組織病理學(xué)觀察 H-E染色結(jié)果顯示:正常組及假手術(shù)組整體均呈現(xiàn)正常心肌膜組織(見圖1A、圖1B)。模型組:心肌細(xì)胞數(shù)量較少且散在,結(jié)締組織整片廣布,炎性細(xì)胞聚集,成纖維細(xì)胞多,整體呈現(xiàn)心肌梗死(重癥)心肌膜組織(見圖1C)。中藥組:心肌細(xì)胞間有大量炎性細(xì)胞聚集,整體呈現(xiàn)心肌炎心肌膜組織(見圖1D)。西藥組:結(jié)締組織整片占據(jù)切片較大區(qū)域,炎性細(xì)胞散在,淺粉紅色膠原成分較多,紅細(xì)胞聚集且多,整體呈現(xiàn)心肌梗死(輕癥)心肌膜組織(見圖1E)。
2.2 各組大鼠心肌梗死面積檢測(cè)結(jié)果 模型組、中藥組、西藥組均高于假手術(shù)組(P<0.01),中藥組與西藥組均低于模型組(P<0.05),中藥組與西藥組無(wú)明顯差異(P>0.05)。見表1。
表1 各組大鼠心肌梗死面積檢測(cè)結(jié)果(±s)
表1 各組大鼠心肌梗死面積檢測(cè)結(jié)果(±s)
注:與假手術(shù)組比較,*P<0.01;與模型組比較,#P<0.05;與中藥組比較,△P>0.05。
組別 n 心肌梗死面積(%)假手術(shù)組 10 2.60±1.67模型組 10 21.18±2.29*中藥組 10 16.40±3.11*#西藥組 10 15.23±2.12*#△
2.3 流式細(xì)胞儀檢測(cè)結(jié)果 模型組、中藥組、西藥組均高于假手術(shù)組(P<0.01),中藥組與西藥組均高于模型組(P<0.05),中藥組與西藥組無(wú)明顯差異(P>0.05)。見表2。
表2 各組外周血PE標(biāo)記CD117細(xì)胞數(shù)流式細(xì)胞儀檢測(cè)結(jié)果(±s)
表2 各組外周血PE標(biāo)記CD117細(xì)胞數(shù)流式細(xì)胞儀檢測(cè)結(jié)果(±s)
注:與假手術(shù)組比較,*P<0.01;與模型組比較,#P<0.05;與中藥組比較,△P>0.05。
組別 n CD117細(xì)胞數(shù)假手術(shù)組 10 1.60±0.67*模型組 10 2.18±0.29*中藥組 10 3.40±0.11*#西藥組 10 4.23±0.12*#△
2.4 免疫組化檢測(cè) 見圖2。模型組、中藥組、西藥組均高于假手術(shù)組(P<0.01),中藥組與西藥組均高于模型組(P<0.05),中藥組與西藥組無(wú)明顯差異(P>0.05),見表3。
圖1 各組心肌組織病理圖像(H-E染色×200)
圖2 各組心肌組織免疫組化檢測(cè)圖像(×400)
表3 各組免疫組化c-kit標(biāo)記細(xì)胞檢測(cè)結(jié)果(±s)
表3 各組免疫組化c-kit標(biāo)記細(xì)胞檢測(cè)結(jié)果(±s)
注:與假手術(shù)組比較,*P<0.01;與模型組比較,#P<0.05;與中藥組比較,△P>0.05。
組別 n c-kit標(biāo)記細(xì)胞數(shù)假手術(shù)組 10 26.0±6.7模型組 10 168.0±7.5*中藥組 10 188.0±7.9*#西藥組 10 195.0±6.8*#△
2.5 非梗死區(qū)膠原蛋白測(cè)定 結(jié)果顯示:模型組與假手術(shù)組相比較,非梗死區(qū)膠原沉積明顯(P<0.05),活血化瘀組與模型組相比較膠原沉積降低(P<0.05)。見表4。
表4 各組非梗死區(qū)膠原蛋白測(cè)定結(jié)果(±s)
表4 各組非梗死區(qū)膠原蛋白測(cè)定結(jié)果(±s)
注:與假手術(shù)組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05;與活血化瘀組比較,△P>0.05。
組別 n 膠原蛋白含量(%)假手術(shù)組 10 3.42±0.47模型組 10 6.03±0.54*活血化瘀組 10 5.10±0.36#AMD3100 組 10 5.06±0.27#△
BMSCs是一種來(lái)源于骨髓的多能干細(xì)胞,BMSCs不僅可向多種組織細(xì)胞分化,表現(xiàn)出很強(qiáng)的可塑性,而且還存在廣泛遷移現(xiàn)象,即“干細(xì)胞循環(huán)”,指干細(xì)胞通過(guò)機(jī)體的調(diào)控不斷地由原組織位點(diǎn)向新的組織位點(diǎn)遷移,并不斷進(jìn)行自我更新和分化的過(guò)程,在生理或病理情況下參與多種組織的更新和修復(fù),維持機(jī)體組織形態(tài)完整性和功能穩(wěn)定性[7]。最近研究表明[8-9],BMSCs“歸巢”在AMI后心肌重塑保護(hù)效應(yīng)中療效確切,因而也應(yīng)是較佳的治療靶點(diǎn),然而正常情況下外周血中干細(xì)胞含量很低,達(dá)不到修復(fù)壞死心肌所需的濃度。西醫(yī)學(xué)治療AMI后心肌重塑,主要使用粒細(xì)胞集落刺激因子、AMD3100、粒巨細(xì)胞集落刺激因子等作為心肌梗死后干細(xì)胞“歸巢”的有效動(dòng)員劑。本實(shí)驗(yàn)證實(shí)心梗后,外周血及梗死心肌區(qū)BMSCs明顯增多,可能和ADM3100對(duì)干細(xì)胞循環(huán)有動(dòng)員效應(yīng)。
心肌梗死屬中醫(yī)“胸痹、真心痛”的范籌,是血道閉塞,血脈不通,瘀血滯塞脈絡(luò)所致,以“血?dú)獠恢痢薄ⅰ把涣鳌?、“血瘀滯不行”等為主要病理機(jī)制,以胸悶胸痛、心悸氣短等為主要癥狀?!办铕錾隆币喾Q化舊生新、除舊生新,一方面通過(guò)祛瘀、化舊、或去腐等方法來(lái)祛除體內(nèi)沉積的瘀血及其他陳舊性的病理產(chǎn)物,另一方面強(qiáng)調(diào)應(yīng)用生新方法來(lái)生新血、生新絡(luò)、生新物,“祛瘀”與“生新”相輔相成,不可偏廢[10],因此王清任推崇逐瘀活血[11]。范英昌等[12]證實(shí)活血化瘀丹參提取物能增加心肌梗死區(qū)的血供。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)活血化瘀藥對(duì)大鼠急性心梗后心肌重塑的作用干預(yù)后,藥物組較模型組膠原含量明顯降低(P<0.05),心肌梗死面積也有所減輕,這可能與活血化瘀中藥?kù)铕鐾ńj(luò)有關(guān),也證實(shí)了活血化瘀藥能減輕大鼠心肌梗死面積。流式細(xì)胞儀及免疫組化檢測(cè)發(fā)現(xiàn),中藥組較模型組BMSCs均明顯增多,說(shuō)明活血化瘀藥能改善大鼠心肌梗死區(qū)的BMSCs數(shù)量,也是“生新血”的具體體現(xiàn)。至于活血化瘀法對(duì)提高大鼠心肌梗死區(qū)BMSCs數(shù)量的活化調(diào)控機(jī)制,還有待進(jìn)一步深入研究。
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