王 權(quán),王心雪,毛 穎,康勁松,孫連坤,李洪巖
(吉林大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)系,長春130021)
?實(shí)驗(yàn)研究?
鹿骨粉對去卵巢大鼠心臟組織抗氧化因子 Sirt-3、SOD-2、HO-1和NQO-1表達(dá)的影響
王 權(quán),王心雪,毛 穎,康勁松,孫連坤,李洪巖*
(吉林大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)系,長春130021)
目的 探討鹿骨粉對去卵巢大鼠心肌組織中抗氧化因子Sirt-3、SOD-2、HO-1和NQO-1的蛋白表達(dá)以及心臟抗氧化能力的影響。方法 將Wistar大鼠兩側(cè)卵巢摘除后,將大鼠隨機(jī)分為假手術(shù)(Sham)組、模型(Model)組、鹿骨粉(SBP 200、400、800 mg/kg)劑量組。術(shù)后即刻給予鹿骨粉治療16周后處死大鼠,取出心臟進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色,檢測Sirt-3、SOD-2、HO-1、NQO-1的蛋白表達(dá)情況。結(jié)果 與Model組比較,SBP各組心肌組織中Sirt-3、SOD-2、HO-1、NQO-1蛋白表達(dá)均成增多趨勢。結(jié)論 鹿骨粉能夠促進(jìn)去卵巢大鼠心肌細(xì)胞中Sirt-3、SOD-2、HO-1、NQO-1蛋白表達(dá),提高心臟的抗氧化能力。
鹿骨粉;去卵巢大鼠;更年期綜合征;心肌衰老;抗氧化因子
女性絕經(jīng)后的更年期綜合征對全身多系統(tǒng)都有影響,伴隨著多種疾病的發(fā)生,其中危害最嚴(yán)重的屬心臟結(jié)構(gòu)和功能改變,包括心肌梗死、心肌病和心力衰竭等。這些心臟疾病的發(fā)生可歸因于女性絕經(jīng)后心肌逐漸發(fā)生衰老的現(xiàn)象。在此時(shí),心肌細(xì)胞中維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的各個(gè)系統(tǒng)均發(fā)生著變化,心肌細(xì)胞的多種清除功能逐漸降低,其中抗氧化能力不足導(dǎo)致ROS的蓄積是心肌衰老的重要因素[1-3]。研究[4-5]表明,提高心肌抗氧化能力能夠?qū)顾ダ系陌l(fā)生。Sirt-3和Nrf-2介導(dǎo)的抗氧化反應(yīng)在清除ROS方面發(fā)揮著重要作用[1,6-8]。鹿骨粉作為傳統(tǒng)中藥材 ,在抗氧化、抗衰老方面有著獨(dú)特的作用。本課題組通過去卵巢大鼠模型來模擬女性絕經(jīng)后更年期綜合征,觀察了鹿骨粉對心肌抗氧化因子Sirt-3、SOD-2、HO-1、NQO-1蛋白表達(dá)的影響,評估其對抗氧化能力的改變。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 Wistar雌性大鼠110只,體質(zhì)量200~220 g,由吉林大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,合格證編號SCXK-(吉)2008-0005。大鼠飼養(yǎng)在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物室,食物和水隨意喂養(yǎng),飼養(yǎng)室溫度控制在(25±1.4)℃,光線控制模擬白天12 h、黑夜12 h的晝夜交替。
1.2 卵巢摘除模型的建立 腹腔注射10%水合氯醛麻醉劑3 mL/kg,大鼠仰臥固定。于臍與恥骨前緣中點(diǎn)沿腹底壁正中線向上側(cè)后方切開皮膚2.5~3 cm,依次切開腹白線、腹膜、腹腔,暴露腹內(nèi)臟器。沿切口下方找到子宮體與一側(cè)子宮角,沿子宮角向前探索到卵巢,用4號絲線結(jié)扎卵巢系膜血管后切除卵巢,用同樣方法切除另一側(cè)卵巢。將臟器依次還納入腹腔后縫合腹膜、腹壁皮膚,并用碘酒消毒。于術(shù)后肌注青霉素45萬U/只。
1.3 大鼠心臟免疫組織化學(xué)染色 將大鼠心臟分離后用4%多聚甲醛溶液灌流沖洗干凈后固定24 h。經(jīng)脫水、透明處理后進(jìn)行石蠟包埋,切片、脫蠟、水化處理。用 3%H2O2去離子水孵育 10 min,后于0.01 mol/L枸櫞酸緩沖液(pH 6.0)中煮沸 15~20 min。冷卻至室溫后滴加正常山羊血清封閉20 min,加相應(yīng)抗體4℃過夜。次日,常規(guī)DAB顯色5~10 min,蘇木精復(fù)染2 min,經(jīng)脫水封片。在顯微鏡(Olympus BX51,Japan)下,在20×視野下觀察免疫組織化學(xué)染色切片,觀察每組5張切片的5個(gè)隨機(jī)視野評估相關(guān)蛋白的表達(dá)水平。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。所有數(shù)據(jù)是用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示。對多個(gè)樣本進(jìn)行單因素方差分析和Student'st test進(jìn)行組間比較。P<0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 鹿骨粉能夠促進(jìn)卵巢摘除大鼠心臟組織Sirt-3表達(dá) 鏡下觀察切片,每組3張切片,每張切片取10個(gè)視野觀察分析。與Sham組比較,Model組心肌細(xì)胞Sirt-3表達(dá)減少(P<0.05)。SBP 400和SBP 800 2組心肌細(xì)胞Sirt-3表達(dá)呈不同程度的增多,SBP 800組增多的最為明顯(P<0.05)。
2.2 鹿骨粉能夠促進(jìn)卵巢摘除大鼠心臟組織SOD-2表達(dá) 鏡下觀察切片,每組3張切片,每張切片取10個(gè)視野觀察分析。Model組心肌細(xì)胞SOD-2表達(dá)與Sham組比較有所降低(P<0.05)。SBP 200組與Sham組比較增高不明顯(P>0.05)。SBP 400和SBP 800 2組心肌細(xì)胞SOD-2表達(dá)增多,且SBP 800組增多最為明顯(P<0.05)。
2.3 鹿骨粉能夠促進(jìn)卵巢摘除大鼠心臟組織HO-1表達(dá) 鏡下觀察切片,每組3張切片,每張切片取10個(gè)視野觀察分析。相對于Sham組,Model組心肌細(xì)胞HO-1表達(dá)降低(P<0.05)。SBP 200組與Sham組比較,HO-1表達(dá)量基本相同(P>0.05)。SBP 400和SBP 800 2組心肌細(xì)胞HO-1表達(dá)增多,其中SBP 800組增多最為明顯(P<0.05)。
2.4 鹿骨粉能夠促進(jìn)卵巢摘除大鼠心臟組織NQO-1表達(dá) 鏡下觀察切片,每組3張切片,每張切片取10個(gè)視野觀察分析。與Sham組相比較,Model組心肌細(xì)胞NQO-1表達(dá)略有降低(P<0.05)。SBP 200組與Sham組比較,NQO-1表達(dá)量差距不明顯(P>0.05)。SBP 400和SBP 800 2組心肌細(xì)胞NQO-1表達(dá)略有增多(P<0.05)。
2.5 Sirt-3、SOD-2、HO-1和NQO-1蛋白表達(dá)陽性率鏡下觀察切片,每組3張切片,每張切片取10個(gè)視野觀察分析。采用細(xì)胞計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)表達(dá)目的蛋白的心肌細(xì)胞數(shù)量,采用灰度值分析統(tǒng)計(jì)蛋白表達(dá)含量。采用“+”表示蛋白表達(dá)情況?!埃北硎镜鞍讖?qiáng)陽性表達(dá),“++”表示蛋白陽性表達(dá),“+”表示蛋白弱陽性表達(dá)。見表1。
表1 各組蛋白表達(dá)陽性率統(tǒng)計(jì)分析(±s)
表1 各組蛋白表達(dá)陽性率統(tǒng)計(jì)分析(±s)
組 別 Sirt-3 SOD-2 HO-1 NQO-1假手術(shù)組 +++ +++ +++ +++模型組 + + + +SBP 200mg/kg組 + + + ++SBP 400mg/kg組 ++ ++ ++ ++SBP 800mg/kg組 +++ ++ +++ ++
Nrf-2及其下游抗氧化元件AREs是機(jī)體最為重要的內(nèi)源性抗氧化應(yīng)激通路[1,6]。生理情況下,Nrf-2與其抑制因子Keap-1處于結(jié)合狀態(tài),當(dāng)有氧化應(yīng)激因子刺激時(shí),如O2-、H2O2、HO2?、?OH等ROS家族因子,Nrf-2與Keap-1分離進(jìn)入細(xì)胞核,與AREs抗氧化元件識別結(jié)合,啟動(dòng)下游Ⅱ相解毒酶等保護(hù)因子的轉(zhuǎn)錄、翻譯,提高細(xì)胞的抗氧化能力。血紅素加壓素-1(HO-1)與醌氧化還原酶-1(NQO-1)是AREs抗氧化元件中最重要的抗氧化因子[1,9-10]。有研究[10-12]表明 ,H2O2能夠引起HO-1與NQO-1表達(dá)增高,同時(shí),促進(jìn)HO-1與NQO-1表達(dá)增高也能夠清除O2-、H2O2、HO2?等ROS因子,減輕心肌細(xì)胞損傷,提高對心肌梗死、心肌缺血再灌注和心力衰竭的耐受性。在研究中發(fā)現(xiàn),大鼠兩側(cè)卵巢摘除后在心肌組織中 HO-1和NQO-1的含量明顯減少。在鹿骨粉治療后能夠明顯提高心肌的抗氧化能力,促進(jìn)HO-1和NQO-1的蛋白表達(dá)增高,對抗ROS引起的心肌細(xì)胞損傷。
Sirt-3屬于Sirtuins家族成員,是一類依賴NAD+的組蛋白去乙?;?,參與器官的代謝活性。Sirt-3分布于高代謝活性的器官,如肝臟、心臟、腎臟等。研究[7,13]發(fā)現(xiàn),Sirt-3參與著多種信號途徑 ,如細(xì)胞凋亡、細(xì)胞生長、能量代謝和氧化應(yīng)激反應(yīng)等。近些年來,對于Sirt-3與心臟疾病的研究越來越多,尤其是其抗氧化能力與心肌衰老更為關(guān)注[13-15]。研究[16]發(fā)現(xiàn),Sirt-3能夠通過促進(jìn)SOD-2表達(dá)增高來增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力。在卵巢摘除大鼠的心肌組織中,Sirt-3和SOD-2的表達(dá)明顯降低,而鹿骨粉能夠促進(jìn)二者表達(dá)增高,增強(qiáng)心肌的抗氧化能力,延緩心肌因抗氧化能力不足而引起的心肌衰老過程。
綜上所述,通過去卵巢大鼠模型模擬女性絕經(jīng)后更年期綜合征,探究對其心臟抗氧化反應(yīng)的影響。結(jié)果可以看出,心肌組織中抗氧化能力明顯降低,Sirt-3、SOD-2、HO-1和NQO-1蛋白表達(dá)均有不同程度的降低。鹿骨粉含有大量的膠原蛋白和彈性蛋白成分,能夠促進(jìn)Sirt-3、SOD-2、HO-1和NQO-1表達(dá)增高,提高心肌抗氧化能力,對抗心肌衰老,具有保護(hù)心肌的作用。然而,鹿骨粉對于心臟的保護(hù)作用仍需更多的研究來證明。
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Sika Bone Power on expression of antioxidative factors of Sirt-3,SOD-2,HO-1 and NQO-1protein in rat heart issue after ovariectomization
WANG Quan,WANG Xinxue,MAO Ying,KANG Jinsong,SUN Lainkun,LI Hongyan*
(Department of Pathophysiology,Basic Medical College of Jilin University,Changchun 130021,China)
Objective To discuss the effects of sika bone power on the expression of antioxidative factors of Sirt-3,SOD-2,HO-1 and NQO-1 protein in rat heart issue after ovariectomization.Methods After the wistar rats are received the ovariectomy,the ovariectomized rats are randomly divided into five groups:Sham group,Model group,and three sika bone power groups(SBP200 mg/kg,SBP400 mg/kg,and SBP 800 mg/kg).They are given immediate medication for 4 months after ovariectomy,hearts are taken out to conduct chemical staining of immunologic tissues,and then we utilize Western Blot to detects expression Sirt-3,SOD-2 HO-1 and NQO-1 protein in heart issue.Results Compared with model group,the expression of Sirt-3,SOD-2 HO-1 and NQO-1 protein shows an increasing tendency in SBP groups.Conclusion The sika bone power could up-regulate the expression of Sirt-3,SOD-2 HO-1 and NQO-1 protein,and improve the antioxidant ability of the heart.
sika bone power;ovariectomized rat;climacteric syndrome;myocardial ageing;antioxidative factor
R285.5
A
2095-6258(2015)05-0890-03
10.13463/j.cnki.cczyy.2015.05.004
2015-05-13)
吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“至納米級鹿骨粉開發(fā)及其生物相容性和生物效能的研究”(20120913)。
王 權(quán)(1986-),男,碩士,主要從事腎臟物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)障礙的研究。
*通信作者:李洪巖,電話-13756551653,電子信箱-hongyan@jlu.edu.cn