高電薩,秦 儉,蘭 莉,劉春艷,陳運貞
(1.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院金山醫(yī)院心內(nèi)科,重慶 401122;2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心內(nèi)科,重慶 400016;3.四川省綿陽市第三人民醫(yī)院心內(nèi)科 621000;4.重慶市九龍坡區(qū)第一人民醫(yī)院超聲科 400050)
內(nèi)皮功能紊亂(endothelial dysfunction,ED)在急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)發(fā)生、發(fā)展的各個步驟均起著重要作用,可能與 ERK/CREB通路的改變有關(guān)[1-2]。有研究表明坎地沙坦酯(candesartan cilexetil,CAN)能保護高血壓患者和冠狀動脈支架植入術(shù)后動物的血管內(nèi)皮功能,但目前尚未見AMI后ED的發(fā)生及CAN對此的干預(yù)效應(yīng)。本文旨在探討AMI大鼠血管內(nèi)皮功能和ERK/CREB信號通路的改變及CAN干預(yù)的影響,希望能為臨床AMI患者的內(nèi)皮功能干預(yù)治療提供實驗依據(jù)。
1.1 試劑和儀器 CAN(重慶圣華曦藥業(yè)有限公司惠贈);鹽酸去氧腎上腺素注射液(上海禾豐制藥有限公司);氯化乙酰膽堿(上海三愛思試劑有限公司);亞硝基鐵氰化鈉(國藥集團化學(xué)試劑有限公司);血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)放免檢測盒(解放軍總醫(yī)院科技開發(fā)中心);一氧化氮(nitrous oxide,NO)檢測盒(南京建成生物科技研究所);一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)檢測盒(南京建成生物科技研究所);組織總RNA抽提試劑盒(上海華舜生物工程有限公司);RT-PCR試劑盒(上海寶生物工程有限公司);生物機能實驗系統(tǒng)(型號BL-410,成都市泰盟科技有限公司);新航肌肉張力換能器(型號JZ100,高碑店新航機電設(shè)備有限公司);DFM-96型多管放射免疫計數(shù)器(合肥眾成機電技術(shù)公司);721A型分光光度計(四川儀表九廠);DYY-10C型電泳儀(北京市六一儀器廠);P×2型PCR儀(美國Thermo Hybaid公司)。
1.2 方法
1.2.1 動物 健康SD大鼠30只(清潔級,雄性)。購自第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院實驗動物中心[體質(zhì)量(220±20)g,6~8周,許可證編號:SCXK軍2002008]。
1.2.2 造模 麻醉大鼠行氣管內(nèi)插管,呼吸機人工呼吸,于左胸3~4肋間行縱切口開胸,分離心包暴露心臟血管,用5-0號無創(chuàng)絲線對冠狀動脈左前降支(LAD)進行結(jié)扎。假手術(shù)(sham-operation,Sham)組只穿線不結(jié)扎。
1.2.3 分組及給藥方案 將術(shù)后24h存活且經(jīng)體表心電圖證實為AMI的17只大鼠隨機分為:AMI組(n=8)和CAN組(n=9),CAN組給藥劑量為3mg·kg-1·d-1。另設(shè)Sham組(n=7)。研碎CAN原藥,予以0.5%羧甲基纖維素鈉助溶,配成混懸液,術(shù)后24h開始每日1次灌胃給藥,Sham組及AMI組給予等體積助溶劑灌胃,共干預(yù)2周。2周后各組存活大鼠數(shù)量分別為:Sham組6只、AMI組5只、CAN組7只。
1.2.4 檢測指標(biāo)
1.2.4.1 血壓 分別在術(shù)前、術(shù)后24h(給藥前)、1周和2周(處死前)經(jīng)大鼠尾動脈測量收縮壓。
1.2.4.2 血清NOS、NO水平 于術(shù)后2周時經(jīng)眼眶后靜脈叢采血,分離血清,按試劑盒說明書采用化學(xué)法測定。
1.2.4.3 血漿 AngⅡ水平 采血方法同1.2.4.2,取血漿按試劑盒說明書采用放射免疫法測定。
1.2.4.4 胸主動脈條片離體灌流實驗 術(shù)后2周時將大鼠麻醉后開胸,迅速取出胸主動脈約2~3cm放入Kreb′s液中,Kreb′s液進行預(yù)冷處理并充以混合氣體(含95%O2、5%CO2),參照Gschwend等[3]的方法,分別檢測對去氧腎上腺素(phenylephrine,PE)、乙酰膽堿(acetylcholine,Ach)及硝普鈉(sodium nitroprusside,SNP)的反應(yīng)。
1.2.4.4.1 離體胸主動脈條片對PE的收縮反應(yīng) 計算引起最強收縮效應(yīng)50%的藥物濃度(EC50)和最強收縮效應(yīng)(Emax),同時計算不同劑量下導(dǎo)致的收縮反應(yīng)值與最強的收縮反應(yīng)值的百分率。PE終濃度為10-10~10-4mol/L。
1.2.4.4.2 離體胸主動脈條片對Ach的舒張反應(yīng) 以血管條片對累積濃度Ach舒張反應(yīng)的幅度占血管條片對PE收縮幅度之比表示,同時計算引起最強舒張效應(yīng)50%的藥物濃度(IC50)和最強舒張效應(yīng)(Emax)。預(yù)收縮時所取PE濃度為10-5mol/L;Ach的終濃度為10-9~10-4mol/L。
1.2.4.4.3 離體胸主動脈條片對SNP的舒張反應(yīng) 方法同1.2.4.4.2所述,SNP的終濃度為10-10~10-7mol/L。
1.2.4.5 測算MI面積 將AMI組和CAN組大鼠的左室橫切面制成石蠟切片后使用HE染色,制備病理切片。測量大鼠左室橫截面的內(nèi)外周長和梗死區(qū)心肌的瘢痕組織弧長。
1.2.4.6 心肌ERK1mRNA、CREB mRNA 表達的檢測 于術(shù)后2周麻醉大鼠后開胸,迅速將左心室分離,取梗死區(qū)心肌組織,以 RT-PCR法檢測 ERK1mRNA、CREB mRNA的表達。表達水平以目的基因與內(nèi)參的電泳條帶吸光面積積分比值表示。反應(yīng)條件如下:ERK1引物序列:上游:ATC TCT GCT GCT GTG TCT TT,下游:ATG TTC TGT CAG GGA AAA TG,產(chǎn)物長度為180bp,退火溫度為55℃;CREB引物序列:上游:TAC CCA GGG AGG AGC AAT ACA,下游:GGT GCT GTG CGA ATC TGG TAT,產(chǎn)物長度為219bp,退火溫度為52℃;GAPDH引物序列:上游:AAT GCA TCC TGC ACC ACC AA,下游:GTA GCC ATA TTC ATT GTC ATA,產(chǎn)物長度為515bp,退火溫度為55℃。
1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SAS8.2軟件進行分析處理,數(shù)據(jù)以±s表示。組間比較均采用成組設(shè)計方差分析,多重比較采用SNK-q檢驗。血壓比較采用重復(fù)測量方差分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 血壓 在不同時間點對大鼠的收縮壓進行組間比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。術(shù)前Sham組、AMI組和CAN組收縮壓分別為(110.00±10.00)mm Hg、(110.80±11.45)mm Hg和(102.70±11.39)mm Hg,術(shù)后2周分別為(105.00±8.66)mm Hg、(108.60±11.39)mm Hg和(105.00±10.40)mm Hg。
2.2 血清NO、NOS、血漿AngⅡ水平 與Sham組比較,AMI組血清NO、NOS水平明顯降低,經(jīng)CAN干預(yù)后,NO、NOS明顯升高,并恢復(fù)至Sham組水平。AMI組和CAN組血漿AngⅡ水平較Sham組均明顯升高;CAN組水平較AMI組顯著增高(表1)。
表1 3組大鼠血NO、NOS、AngⅡ水平比較
表1 3組大鼠血NO、NOS、AngⅡ水平比較
▲:P<0.05,與Sham組比較;★:P<0.05,與AMI組比較。
組別 n NO(μmol/L) NOS(U/mL) AngⅡ(pg/mL)Sham組6 55.69±10.40 23.80±5.36 181.39±32.70 AMI組 5 24.46±3.95▲ 10.92±5.96▲ 281.14±84.90▲CAN 組 7 43.69±13.32 17.74±3.97 388.27±83.24▲★
2.3 胸主動脈條片離體灌流實驗
2.3.1 胸主動脈條片對PE的反應(yīng) 各組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。AMI組、Sham組和CAN組的EC50分別為(7.70±0.01)×10-8、(6.98±0.02)×10-8和(7.51±0.02)×10-8mol/L。見圖1。
圖1 主動脈條片對PE的收縮反應(yīng)
2.3.2 胸主動脈條片對Ach的舒張反應(yīng) AMI組較Sham組明顯減弱,CAN組較AMI組顯著改善,但較Sham組仍然減退。Sham組、AMI組和CAN組的IC50分別為(6.15±0.03)×10-8、(4.45±0.21)×10-7和(2.32±1.22)×10-7mol/L,見圖2。
圖2 主動脈條片對Ach的舒張反應(yīng)
圖3 主動脈條片對SNP的舒張反應(yīng)
圖4 AMI組梗死區(qū)影像學(xué)表現(xiàn)(HE,×100)
圖5 CAN組梗死區(qū)影像學(xué)表現(xiàn)(HE,×100)
表2 3組心肌梗死面積及ERK、CREB mRNA表達的比較
表2 3組心肌梗死面積及ERK、CREB mRNA表達的比較
▲:P<0.05,與Sham組比較;★:P<0.05,與AMI組比較。
組別 n 心肌梗死面積(%)ERK mRNA CREB mRNA Sham組6 0 0.51±0.09 0.40±0.19 AMI組 5 20.68±1.29▲ 1.23±0.22▲ 1.15±0.30▲CAN組 7 13.23±1.02▲★ 0.83±0.19▲★ 0.87±0.20▲★
2.3.3 胸主動脈條片對SNP的舒張反應(yīng)比較 各組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Sham組、AMI組、CAN組的IC50分別為(8.40±0.00)×10-10、(1.50±0.00)×10-9和(1.27±0.00)×10-9mol/L。見圖3。
2.4 心肌梗死面積比較 經(jīng)CAN干預(yù)后,心肌梗死面積顯著縮小。與Sham組比較,ERK、CREB mRNA在AMI組的表達明顯增加,CAN顯著抑制該表達。見表2、圖4~5。
ED廣泛存在于冠心病AMI病程發(fā)生、發(fā)展的各個環(huán)節(jié),內(nèi)皮依賴性舒張(EDD)功能異常為其特征。本實驗采用健康SD大鼠,通過結(jié)扎冠脈LAD制作AMI模型,結(jié)果顯示,與Sham組比較,AMI組大鼠血清NOS活性、NO水平均顯著降低,而血漿AngⅡ水平顯著升高,同時,AMI組離體主動脈對Ach的EDD反應(yīng)明顯減弱,表明AMI導(dǎo)致了ED的發(fā)生。本研究同時還顯示,與Sham組比較,AMI后2周大鼠離體血管條片對PE的收縮反應(yīng)和對SNP的非內(nèi)皮依賴性舒張(nonendothelium-dependent diastole,NEDD)反應(yīng)均無顯著性差異,表明AMI后2周血管平滑肌功能尚無明顯變化。
CAN是臨床上常用的ARB之一,能高度選擇性地阻止AngⅡ與ATlR的結(jié)合,從而拮抗AngⅡ?qū)π难芟到y(tǒng)的不良后果。目前已證實此藥穩(wěn)定、有效的降壓作用,且可顯著改善冠脈內(nèi)皮功能障礙患者[4]和冠脈支架植入術(shù)后豬EDD功能[5],對抗動脈硬化的進展[6],而有關(guān)此藥對AMI后血管內(nèi)皮功能的保護作用如何目前尚未見報道。
本研究結(jié)果顯示,與AMI組比較,CAN干預(yù)后,血清NOS活性及NO水平顯著增高,離體胸主動脈條片EDD顯著改善(P均<0.05),心肌梗死面積減小。與Sham組比較,CAN組血清NO、NOS水平差異無顯著性。換言之,CAN顯著改善后的內(nèi)皮功能與Sham組相似。已有研究證實AT1R阻斷后可反饋性升高內(nèi)源性AngⅡ水平,這與本研究結(jié)果一致,表現(xiàn)為CAN組血漿AngⅡ水平較其他兩組明顯升高。這可能與AT1R阻斷后AT2R活化,從而介導(dǎo)血管舒張效應(yīng)有關(guān)。在AT2R高表達的血管平滑肌細(xì)胞中,血管緊張素誘導(dǎo)的血管舒張反應(yīng)依賴于緩激肽2型受體和NO/cGMP系統(tǒng)[7],表明緩激肽依賴性血流量介導(dǎo)的血管舒張反應(yīng)是通過活化AT2R途徑實現(xiàn)的[8]。簡言之,CAN因高度選擇性地阻斷了AngⅡ與AT1R的結(jié)合,致血中AngⅡ水平反饋性升高,大量游離的AngⅡ與AT2R結(jié)合,激活緩激肽-NO級聯(lián)反應(yīng),從而使NOS活性增加,促進NO生成[9]。
目前,對ED發(fā)生的相關(guān)信號通路尚無定論,但有研究表明ERK/CREB可能與ED發(fā)生有關(guān)。就CAN對ERK/CREB通路的影響效應(yīng),已有研究表明它可顯著抑制由AngⅡ?qū)е碌募?xì)胞ERK活化[10],但有關(guān)它在AMI后對ERK/CREB表達的影響效應(yīng)目前尚未見報道。本實驗結(jié)果表明,與AMI組比較,CAN能顯著性抑制AMI大鼠心肌ERK mRNA、CREB mRNA的表達,故推測CAN可能通過阻斷AT1R而抑制ERK/CERB基因水平的活化,從而發(fā)揮抗炎、抗氧化應(yīng)激、抗血管重塑等有害效應(yīng),達到保護內(nèi)皮功能和縮小心肌梗死面積的作用。
與Perrone-Filardi等[11]的結(jié)果一致,在本實驗應(yīng)用劑量范圍內(nèi),各組尾動脈收縮壓比較無顯著性差異,表明CAN對AMI后血管內(nèi)皮功能的保護效應(yīng)獨立于降血壓效應(yīng)外。進一步研究AMI發(fā)生ED的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及CAN改善ED的分子機制,將為臨床更好地防治冠心病及發(fā)現(xiàn)新的治療靶點提供實驗依據(jù)。
[1] Yada T,Kaji S,Akasaka T.Changes of asymmetric dimethylarginine,nitric oxide,tetrahydrobiopterin,and oxidative stress in patients with acute myocardial infarction by medical treatments[J].Clin Hemorheol Microcirc,2007,37(3):269-276.
[2]Jiang JL,Wang S,Li NS,et al.The inhibitory effect of simvastatin on the ADMA-induced inflammatory reaction is mediated by MAPK pathways in endothelial cells[J].Biochem Cell Biol,2007,85(1):66-77.
[3] Gschwend S,Buikema H,Henning RH,et al.Endothelial dysfunction and infarct-size relate to impaired EDHF response in rat experimental chronic heart failure[J].Eur J Heart Fail,2003,5(2):147-154.
[4]Iino K,Watanabe H,Iino T,et al.Candesartan improves impaired endothelial function in the human coronary artery[J].Coronary Artery Disease,2012,23(4):278-283.
[5] Dohi T,Miyauchi K,Iesaki T,et al.Candesartan with pioglitazone protects against endothelial dysfunction and inflammatory responses in porcine coronary arteries implanted with sirolimus-eluting stents[J].Circul J,2011,75(5):1098-1106.
[6] Suzuki T,Nozawa T,F(xiàn)ujii N,et al.Combination therapy of candesartan with statin inhibits progression of atherosclerosis more than statin alone in patients with coronary artery disease[J].Coronary Artery Disease,2011,22(5):352-358.
[7] Tsutsumi Y,Matsubara H,Masaki H,et al.Angiotensin II type 2receptor overexpression activates the vascular kinin system and causes vasodilation[J].J Clin Invest,1999,104(7):925-935.
[8] Bergaya S,Hilgers RH,Meneton P,et al.Flow-dependent dilation mediated by endogenous kinins requires angiotensin AT2receptors[J].Circ Res,2004,94(12):1623-1629.
[9] De Gennaro Colonna V,Rigamonti A,F(xiàn)ioretti S,et al.Angiotensin-converting enzyme inhibition and angiotensin AT1-receptor antagonism equally improve Endothelial vasodilator function in L-NAME-induced hypertensive rats[J].Eur J Pharmacol,2005,516(3):253-259.
[10]Kiya Y,Miura S,Matsuo Y,et al.Abilities of candesartan and other AT1receptor blockers to impair angiotensin II-induced AT1receptor activation after wash-out[J].J Renin Angiotensin Aldosterone Syst,2012,13(1):76-83.
[11]Perrone-Filardi P,Corrado L,Brevetti G.Effects of AT1receptor antagonism with candesartan on endothelial function in patients with hypertension and coronary artery disease[J].J Clin Hypertens,2009,11(5):260-265.