陳 飛 步青云 包曉燕 金鐵峰 應(yīng)帥兵 儲(chǔ)利勝★
糖尿病性心肌?。╠iabetic cardiomyopathy,DCM)是糖尿病主要并發(fā)癥之一,在1972年由Rubler等[1]第一次提出糖尿病心肌病這一概念,是指獨(dú)立于冠心病、高血壓等的特異性心肌病,其病理表現(xiàn)為心肌肥厚、彌漫性心肌壁內(nèi)微血管病變,毛細(xì)血管密度降低、內(nèi)皮及內(nèi)皮下纖維增生和基膜增厚[2]。研究發(fā)現(xiàn),不同的病理生理過(guò)程參與DCM發(fā)展,導(dǎo)致左室收縮和舒張功能不全,在這些過(guò)程中心肌纖維化是DCM的最重要特征[3]。DCM可誘發(fā)心力衰竭、心律失常、心源性休克和猝死[4],危害較大,嚴(yán)重影響人類(lèi)生存質(zhì)量。DCM的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,至今尚未完全闡明。目前越來(lái)越多的證據(jù)表明,p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)信號(hào)通路的活化與DCM的發(fā)生密切相關(guān)[5]。丹參為臨床常用的活血化瘀類(lèi)中藥,具有活血祛瘀、通脈養(yǎng)心、調(diào)經(jīng)止痛、涼血消癰等功效。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,丹參具有多靶點(diǎn)的藥理作用,如降低心肌的傳導(dǎo)性和興奮性,提高冠狀動(dòng)脈的血流量,改善心肌收縮力,抗纖維化,消炎、改善微循環(huán)等多方面的有益作用,可有效改善心肌損傷[6]。但其基于p38MAPK信號(hào)通路對(duì)心肌纖維化這一糖尿病重要并發(fā)癥的影響及作用機(jī)制尚未明確。本研究擬用鏈脲佐菌素(STZ)造成的DM模型大鼠研究丹參注射液對(duì)p38MAPK通路的干預(yù)作用,并探討丹參對(duì)DCM的保護(hù)作用及其可能機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 清潔級(jí)(SPF)雄性SD大鼠40只,體重180~220g,購(gòu)自上海西普爾一必凱動(dòng)物有限公司。飼養(yǎng)于浙江中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心,每籠6~7只喂養(yǎng),動(dòng)物自由覓食飲水,在室溫(20℃~25℃),濕度(50%~55%)環(huán)境下適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。
1.2 藥物及試劑 丹參注射液(正大青春寶藥業(yè)有限公司),鏈脲佐菌素(STZ)(Sigma公司),兔抗鼠p38MAPK 抗體(北京博奧森公司),兔抗鼠p-p38MAPK抗體(北京博奧森公司)。
1.3 儀器 ACCU-CHEK卓越精采型血糖儀及配套試紙(德國(guó)羅氏有限公司);7020全自動(dòng)生化分析儀(日本日立公司產(chǎn)品);Odyssey雙色紅外熒光掃描成像系統(tǒng)(美國(guó)LI-COR公司產(chǎn)品);高速冷凍離心機(jī)Thermo Fresco17(美國(guó)Thermo公司產(chǎn)品);PowerpacTM Universal通用電泳儀(美國(guó)Bio-Rad公司產(chǎn)品);Precellys 24多功能樣品均質(zhì)機(jī)(法國(guó)Bertin公司產(chǎn)品)等。
1.4 方法 (1)動(dòng)物模型復(fù)制:將40只SD雄性大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后隨機(jī)抽取6只大鼠作為正常對(duì)照組,其余大鼠作為實(shí)驗(yàn)組,明暗周期12h /12h,自由攝食,飲水。正常組喂以基礎(chǔ)飼料至實(shí)驗(yàn)結(jié)束,實(shí)驗(yàn)組喂以高脂高糖飼料(飼料組成:10.0%豬油,20%蔗糖,2.5%膽固醇,66.5%常規(guī)飼料)1個(gè)月,誘發(fā)胰島素抵抗,禁食12h后按30mg/kg腹腔注射STZ溶液(溶于0.1mol/L檸檬酸緩沖液(pH4.0~4.5),配成1%的溶液)。5天后檢測(cè)血糖指標(biāo)不達(dá)標(biāo)者再按25mg/kg 腹腔注射STZ。造模成功的標(biāo)準(zhǔn):于最后1次注射5d后測(cè)定尾靜脈隨機(jī)血糖>16.7mmol/L者為T(mén)2DM造模成功。(2)分組與給藥:將造模成功的24只大鼠隨機(jī)分為模型組、丹參低、中、高劑量組,每組6只。正常對(duì)照組給予普通飼料喂養(yǎng),實(shí)驗(yàn)組繼續(xù)給予高脂高糖飼料。丹參低、中、高劑量組分別腹腔注射丹參注射液0.75、1.5、2ml/kg/d,正常對(duì)照組和模型對(duì)照組注射等體積的生理鹽水,注射時(shí)間為每日中午12點(diǎn)至13點(diǎn),連續(xù)8周。(3)FBG、TG、TC、LDL、HDL的測(cè)定:采用7020全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定。(4)Masson染色:取大鼠左室心尖部約1mm×1mm×2mm心肌組織,4%多聚甲醛固定后,常規(guī)石蠟包埋、切片后,以Masson染色法染色,顯微鏡下觀察攝像。(5)Western blot檢測(cè)p38MAPK、p-p38MAPK蛋白的表達(dá):取各組小鼠左心室心肌組織,提取蛋白,采用二喹啉甲酸(BCA)比色法進(jìn)行蛋白定量。配制12%聚丙烯酰胺凝膠電泳分離膠用于電泳分離蛋白,上樣前蛋白樣品95℃煮5 min,每孔組織蛋白上樣量相等,置于電泳緩沖液中電泳,分離目的蛋白。將目的條帶切下,60V濕轉(zhuǎn)膜2h,將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移至聚偏氟乙烯膜。用三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液(tris buffered saline and tween 20,TBST)配制的5%脫脂奶粉封閉2 h,封閉后用p38MAPK、p-p38MAPK一抗(稀釋比例為1:100)37℃孵育1 h后4℃過(guò)夜。TBST洗膜3次,5rain/次,用HRP標(biāo)記的山羊抗兔二抗(稀釋比例為1:2 000),37℃孵育1 h,TBST洗膜3次,5 min/次。增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光法(ECL)顯色,曝光后掃描,用Image J圖像分析軟件進(jìn)行光密度分析,以β-actin為內(nèi)參。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以(s)表示,兩樣本均數(shù)比較采用t檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 丹參注射液對(duì)大鼠血糖及血脂的影響 見(jiàn)表1。
表1 丹參注射液對(duì)DM大鼠血糖及血脂的影響[mmol/L,]
表1 丹參注射液對(duì)DM大鼠血糖及血脂的影響[mmol/L,]
注:與正常對(duì)照組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05
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2.2 丹參注射液對(duì)DCM大鼠心肌組織形態(tài)的影響 根據(jù) Masson染色觀察到,正常對(duì)照組大鼠細(xì)胞核為深藍(lán)色,膠原纖維染成藍(lán)綠色,少量均勻分布,心肌細(xì)胞染成紅色;模型組心肌細(xì)胞間質(zhì)膠原纖維表達(dá)增加,排列紊亂,分布不均勻;丹參低、中、高劑量組心肌膠原纖維分布較模型組均勻,且膠原表達(dá)量減少,其中高劑量組最明顯。見(jiàn)圖1。
圖1 各組大鼠心肌組織病理學(xué)變化(Masson ×400)
2.3 丹參注射液對(duì)DCM大鼠p38 MAPK及p-p38MAPK蛋白表達(dá)的影響 見(jiàn)表2、圖2。
表2 丹參注射液對(duì)DM大鼠心肌MAPK通路的影響
表2 丹參注射液對(duì)DM大鼠心肌MAPK通路的影響
注:與正常對(duì)照組比較,*P<0.01;與模型組比較,#P<0.05
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圖2 Western blot 法檢測(cè)p38MAPK、p-p38MAPK蛋白的表達(dá)(A:正常對(duì)照組;B:模型組;C:丹參低劑量組;D:丹參中劑量組;E:丹參高劑量組)
近年來(lái),DM的發(fā)病率逐年增高,且其心血管并發(fā)癥已經(jīng)成為糖尿病患者死亡的主要原因。DCM是DM患者的主要并發(fā)癥之一,發(fā)病率高、危害性大,與DM患者心血管疾病高發(fā)生率和高病死率密切相關(guān)。其中心肌纖維化是在許多不同的心臟疾病條件下發(fā)生的一種常見(jiàn)的病理過(guò)程,可以加重心肌僵硬,妨礙心室收縮和舒張功能,最終引發(fā)心力衰竭,甚至猝死。
近年來(lái)中藥以整體治療為指導(dǎo)思想防治DCM,具有多靶點(diǎn)、多階段性,不良反應(yīng)少等優(yōu)點(diǎn)。中醫(yī)認(rèn)為,糖尿病心肌病屬于中醫(yī)消渴心病的范疇,結(jié)合古代醫(yī)家對(duì)“毒”及“絡(luò)病”的認(rèn)識(shí),DCM基本病機(jī)為本虛標(biāo)實(shí),虛滯、瘀阻、毒損心絡(luò)為糖尿病心肌病的病機(jī)關(guān)鍵。各種炎癥因子即為毒,心絡(luò)瘀阻是DCM 發(fā)病的基本病理基礎(chǔ)。因此,根據(jù)中醫(yī)辨證論治之法,臨床上多以益氣養(yǎng)陰及活血化瘀法治療并取得了較好的療效。丹參,首載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,列為上品,為唇形科鼠尾草屬植物的干燥根和根莖,味苦、性微寒,入心肝二經(jīng)。丹參為常用的活血化瘀類(lèi)中藥,臨床上多被用于治療冠心病,不穩(wěn)定的心絞痛,腦血管疾病和糖尿病血管并發(fā)癥。近年來(lái),西醫(yī)基礎(chǔ)治療結(jié)合丹參治療糖尿病心肌病具有滿意的效果。
DCM的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,至今尚未完全闡明。目前越來(lái)越多的證據(jù)表明,p38 MAPK信號(hào)通路的活化是糖尿病血管和視網(wǎng)膜病變、神經(jīng)痛、腎病等并發(fā)癥的共同通路,而p-p38 MAPK是該通路激活的關(guān)鍵[7]。p-p38 MAPK可直接促進(jìn)其下游轉(zhuǎn)錄因子NF-κB 的活化和核轉(zhuǎn)位,后者可啟動(dòng)或增強(qiáng) TNF-α、IL-6 等炎癥相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),進(jìn)而加劇 DCM 炎癥損傷。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,模型組大鼠心肌存在 p38 MAPK 信號(hào)通路的活化,丹參中、高劑量組能夠明顯抑制 p-p38 MAPK 的活化,從而發(fā)揮抗炎和心臟保護(hù)作用。陳明等[8]用無(wú)患子苷對(duì)自發(fā)性高血壓大鼠的炎癥反應(yīng)進(jìn)行干預(yù)研究,發(fā)現(xiàn)其可通過(guò)p38 MAPK通路介導(dǎo)抗炎作用,從而對(duì)心肌纖維化起到一定的逆轉(zhuǎn)作用。Westermann等[9]用 p38MAPK 阻斷劑 SB203580阻斷STZ誘導(dǎo)的糖尿病心肌病實(shí)驗(yàn)鼠時(shí),發(fā)現(xiàn)其心臟功能增強(qiáng)與腫瘤壞死因子TNF-α、白介素(IL-1β、IL-6)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子TGF-β的減少有關(guān)。而Wang等[10]用p38MAPK 阻斷劑BIRB0796阻斷用IL-1處理的心肌成纖維細(xì)胞時(shí),發(fā)現(xiàn)其炎癥因子釋放減少。與本研究結(jié)果一致,提示 p38 MAPK 作為細(xì)胞信號(hào)傳遞的共同通路,可能是DCM治療的潛在靶點(diǎn)。
綜上所述,丹參注射液對(duì) DCM 具有保護(hù)作用,其機(jī)制可能下調(diào) p38 MAPK表達(dá),降低磷酸化的p38MAPK發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng),進(jìn)而抑制炎癥反應(yīng)有關(guān),以p38 MAPK 信號(hào)通路為切入點(diǎn)有可能減輕或改善DCM。