李麗靜,陳思慧,薛光輝,錢 圳,戴璐斌,周凱旋,趙國宏,馬 悅,馬曉彤,貢濟宇,劉 佳
(長春中醫(yī)藥大學,長春 130117)
AngⅡ是一種寡肽類激素,是RAAS的重要組成部分,通過RAAS過度激活,使心功能失代償,從而出現(xiàn)慢性心力衰竭的臨床癥狀[1]。本部分首先篩選AngⅡ損傷心肌細胞的最佳實驗時間和劑量,然后研究參附湯對AngⅡ損傷心肌細胞存活率、搏動頻率、相關基因Caspase-3、Beclin1和Atg5表達量的影響。
1.1實驗試劑 烏拉坦,國藥集團化學試劑有限公司產(chǎn)品;滅菌用水,天津藥業(yè)集團新鄭股份有限公司產(chǎn)品;DMEM高糖培養(yǎng)液,胎牛血清(FBS)均為HyClone公司產(chǎn)品;D-Hank’s平衡鹽溶液,Genview公司產(chǎn)品;青霉素-鏈霉素溶液,上海碧云天生物技術有限公司產(chǎn)品;胰蛋白酶1:250、II型膠原酶、PBS緩沖溶液均為北京鼎國昌盛生物技術有限責任公司產(chǎn)品;二甲基亞砜(DMSO),L-谷氨酰胺,AngⅡ,美國Sigma公司產(chǎn)品;噻唑藍(MTT),生工生物工程(上海)股份有限公司產(chǎn)品;臺盼藍,上海恒遠生物科技有限公司產(chǎn)品;LDH試劑盒、CCK-8試劑盒,上海碧云天生物技術有限公司產(chǎn)品;RNA提取試劑盒、逆轉錄RT PCR試劑盒、染料法熒光定量試劑盒,寶生物工程(大連)有限公司產(chǎn)品。
1.2實驗動物 65只健康SPF級SD大鼠,體質(zhì)量220~240 g,雌雄各半,購自遼寧省長生生物技術有限公司,許可證號:SCXK(遼)-2010-0001。
1.3實驗藥物 參附注射液,批準文號:國藥準字Z51320632,規(guī)格:10 mL/只,由雅安三九藥業(yè)有限公司提供,臨床靜脈推注人用量5~20 mL/次,大鼠給藥劑量是臨床等效劑量的5倍[2]。參附湯水煎液的制備:按前期研究得出的參附湯治療急性心力衰竭最佳配伍比例為人參:附子=1:2,加10體積的水,浸泡過夜,煎煮1 h/次,共3次,將上清液濾過合并,濃縮人參生藥至1 g/mL,用以備用[3]。
1.4實驗儀器 十六道生理記錄儀(MP-150),美國Biopac公司產(chǎn)品;生理信號采集分析系統(tǒng)(BL-420F),小動物呼吸機(HX-300S),成都泰盟科技有限公司產(chǎn)品;電子天平(JY4001),上海精密科學儀器有限公司產(chǎn)品;注射泵(MP-2003),上海雷恩醫(yī)療器械有限公司產(chǎn)品;臺式低溫高速離心機(GL-21B),上海飛鴿儀器廠產(chǎn)品;酶標儀(Model 680),伯樂生命醫(yī)學產(chǎn)品(上海)有限公司;分析天平(FA604A),上海精天電子儀器有限公司產(chǎn)品;全自動脫水機(TP1020),組織包埋機(EG1150H),石蠟切片機(RM2235),攤片機(HI1220),干片機(HI1210),自動染色機(Autosainer XL)均為德國萊卡產(chǎn)品。
2.1心肌細胞的活性測定及培養(yǎng) 取新生72 h乳鼠10只,剪取心室部分,放入裝有D-Hank’s液的無菌玻璃平皿中,置于玻璃消化管口處[4]。將消化管放入37 ℃恒溫水浴,加入組織消化液,反復吹打消化,循環(huán)5~6次。直至消化完全,即玻璃消化管中無可見組織塊為止[4]。經(jīng)200目過濾網(wǎng)過濾,通過差速貼壁的方法分離心肌細胞和成纖維細胞。利用臺盼藍排斥實驗可用于測定細胞的活性,用細胞計數(shù)板分別對無色透明的活細胞和藍染的死細胞進行計數(shù)[5]。根據(jù)公式計算活細胞率,活細胞率大于95%,方可達到細胞學實驗研究條件。
當活細胞率大于95%,用DMEM高糖培養(yǎng)液(含10%胎牛血清)培養(yǎng)至所需濃度,接種于孔板中繼續(xù)培養(yǎng)。接種后每隔48 h/次換培養(yǎng)液,換液時用PBS洗去死細胞。若培養(yǎng)液配制超過一周,則需要加入少量谷氨酰胺。一般第3~4 d即可見部分細胞偽足出現(xiàn)搏動并充分伸展,培養(yǎng)至第6天細胞偽足連接成片并呈現(xiàn)統(tǒng)一的自主搏動,可用于實驗。
2.2AngⅡ致心肌肥大細胞的藥物劑量和時間篩選 在96孔培養(yǎng)板中,每空100 μL細胞懸液,設1個正常細胞組、1個空白對照組和8個阿霉素組,每組6個復孔。正常細胞組每孔加入100 μL高糖DMEM培養(yǎng)基,阿霉素組分別加入100 μL不同濃度的阿霉素高糖DMEM,使阿霉素終濃度分別為0.25、0.5、1、2、4、8、16、32 mg/L。加藥后繼續(xù)培養(yǎng)4、12、24、48 h。實驗結束時每孔加入10 μL MTT溶液繼續(xù)在37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4~6 h。待顯微鏡下可見明顯的藍紫色甲臜顆粒后,每孔加入150 μL DMSO終止反應,震蕩培養(yǎng)箱震蕩10 min至甲臜顆粒完全溶解[6]。在490 nm波長下,用酶標儀測定各孔吸光度值(值)。按照生長抑制率公式計算不同濃度阿霉素對心肌細胞的生長抑制率。
2.3心肌細胞存活率的測定
2.3.1分組及給藥 1)正常細胞組(Sham):10%胎牛血清的DMEM;2)AngⅡ損傷細胞組(AngⅡ):含終濃度為10~6 mol/L AngⅡ的10%胎牛血清的DMEM;3)參附湯含藥血清:含終濃度為10~6 mol/L AngⅡ的10% 5 min含藥血清的DMEM。
2.3.2MTT法測定細胞存活率 方法同2.2。
2.3.3CCK-8試劑盒檢測細胞存活率 接種于96孔板后,每孔加入CCK-8溶液,37℃孵育4 h。在450 nm波長下,酶聯(lián)免疫檢測儀測定各孔吸光度值(OD值)。計算細胞存活率。
2.4自主搏動頻率的影響 將調(diào)整濃度為1×105mL的差數(shù)貼壁心肌細胞,接種于6孔培養(yǎng)板中,每孔2 mL細胞懸液。培養(yǎng)致第6天時,棄去原培養(yǎng)液,用PBS清洗細胞3次。將細胞分為6組,各有6個復孔,每孔加相應溶液2 mL,在熒光倒置顯微鏡下觀察給藥前、給藥后1、2、3、7、10、24 h的搏動頻率。
2.5相關基因Caspase-3、Beclin1和Atg5的表達測定
2.5.1細胞總RNA的提取 按照寶生物工程大連有限公司提供的RNA提取試劑盒說明書,提取各組細胞總RNA。
2.5.2引物設計 采用primer 510軟件設計Caspase-3、Beclin1和Atg5引物序列?;蛏嫌我铮?’→3’)下游引物(5’→3’)基因Caspase-3上游引物(5’→3)GCTGGACTGCGGTATTGAG下游引物(5’→3’)CCTGGAACATCGGATTTGATT基因Beclin1上游引物(5’→3’)GGCAGTGGCTCCTATT下游引物(5’→3’)GGCGTGCTGTGCTCTGAAAA基因Atg5上游引物(5’→3’)AGTGGAGGCAACAGAACC下游引物(5’→3’)GACACGAACTGGCACATT基因β-actin上游引物(5’→3’)CTGTATGCCTCTGGTCGTAC下游引物(5’→3’)TGATGTCACGCATTTCC。
2.5.3cDNA的合成 將抽提的RNA為模板按照寶生物工程大連有限公司cDNA試劑盒說明書,操作合成cDNA。
2.5.4Real Time PCR 依據(jù)寶生物工程大連有限公司Real Time PCR 試劑盒說明書,進行Real TimePCR操作。
2.6統(tǒng)計學方法 采用SPSS 21.0統(tǒng)計學軟件,進行多組間差別用單因素方差分析(One-Way ANOVA)進行相應的統(tǒng)計,組間兩兩比較用方差分析后的LSD檢驗[7]。
3.1MTT法篩選心肌細胞肥大的藥物劑量和時間 采用 MTT法檢測 AngⅡ終濃度為10-8、10-7、 10-6、10-5、10-4mol/L作用于心肌細胞12、24、48、72 h對乳鼠心肌細胞的促肥大作用。結果顯示:作用時間為48 h、作用濃度為10-6mol/L的AngⅡ?qū)π募〖毎拇俜蚀笞饔米顬槊黠@,有顯著性差異(P<0.05),且AngⅡ?qū)π募〖毎拇俜蚀笮蕰r間-劑量依賴型5%[8]。根據(jù)實驗結果,確定建立以終濃度為10-6mol/L的AngⅡ溶液作用乳鼠心肌細胞48 h的心肌細胞肥大模型。結果見表1。
表1 不同濃度AngⅡ不同作用時間下心肌細胞存活率(± s ,n = 5)
表1 不同濃度AngⅡ不同作用時間下心肌細胞存活率(± s ,n = 5)
濃度/(mol/L)心肌細胞存活率/%12 h 24 h 48 h 72 h 0 100.00±0.00100.00±0.00100.00±0.00100.00±0.00 10-8 98.64±6.75 94.38±5.37 93.63±5.27 91.63±6.84 10-7 90.05±5.32 93.44±4.52103.49±3.31 92.54±4.63 10-6 105.49±5.23114.28±6.90128.62±4.94104.73±6.04 10-5 104.97±1.39 99.73±2.74 96.75±4.38 89.01±3.90 10-4 53.37±2.58 64.81±2.63 76.55±3.88 79.27±3.86
3.2心肌細胞存活率的影響 由實驗結果可見,與空白組對比,模型組心肌細胞存活率明顯下降(P<0.01),參附湯含藥血清和血中移行成分均能夠提高AngⅡ損傷乳鼠心肌細胞的存活率(P<0.01),但不同時間含藥血清之間無差異,不同含量血中移行成分見無顯著性差異。見表2。
表2 參附湯對AngⅡ損傷心肌細胞存活率的影響(± s ,n = 10)
表2 參附湯對AngⅡ損傷心肌細胞存活率的影響(± s ,n = 10)
注:與ADR組比較## P<0.01
組 別 MTT CCK-8正常組 99.54±5.74## 98.88±4.77##AngⅡ組 62.57±7.93 61.66±6.97 SFY 組 91.54±1.77## 91.79±2.14##
3.3自主搏動頻率的影響 由實驗結果可見,AngⅡ?qū)π募〖毎珓宇l率具有增加的作用,在24 h和48 h最為顯著(P<0.05或P<0.01),而在造模后48 h參附湯含藥血清5 min和血中移行成分5%對這種異常的搏動頻率有明顯的抑制作用(P<0.05)。結果見表3。
表3 參附湯對AngⅡ損傷心肌細胞自主搏動頻率的影響(± s ,n = 5)
表3 參附湯對AngⅡ損傷心肌細胞自主搏動頻率的影響(± s ,n = 5)
注:與ADR組比較,# P<0.05,## P<0.01
組 別 加藥前 加藥后0 h 24 h 48 h 72 h正常組 88.07±13.08 90.17±13.13 90.51±13.51# 93.17±14.07## 93.51±15.13 Ang Ⅱ組 89.55±11.60 95.97±12.28 110.20±10.24 123.62±12.91 102.60±14.76 SFY 組 91.08±10.17 93.67±11.99 95.83±13.20 97.17±16.01# 95.45±18.12
3.4參附湯含藥血清及血中移行成分對AngⅡ損傷乳鼠心肌細胞的相關基因Caspase-3、Beclin1和Atg5表達的影響 模型組Caspasee-3、Beclin1和Atg5的mRNA表達量明顯升高(P<0.01或P<0.001),而參附湯含藥血清和血中移行成分可以抑制這種 mRNA表達量的升高(P<0.05或P<0.01)。結果見表4。
表4 參附湯對AngⅡ損傷心肌細胞凋亡及自噬相關基因mRNA表達的影響(s)
本實驗通過MTT、CCK-8法對細胞存活率的測定,篩選出建立心肌細胞肥大模型的最佳條件劑量為10-6mol/L、損傷時間為48 h。發(fā)現(xiàn)AngⅡ可以使心肌細胞的存活率明顯降低,各給藥組均可以提高AngⅡ損傷心肌細胞的存活。AngⅡ可以使心肌細胞自主搏動頻率增加,在作用24 h和48 h時呈現(xiàn)出顯著性差異,各組藥物在不同時間均可以抑制AngⅡ致心肌細胞自主搏動頻率的升高,其中SFP在作用48 h時表現(xiàn)出有顯著性差。參附湯含藥血清及血中移行成分組可降低細胞搏動頻率和抑制Caspase-3、Beclin1和Atg5的表達。推測參附湯對AngⅡ?qū)е碌男募》蚀蠹毎哂斜Wo作用,其機制是通過抑制細胞自噬和凋亡。