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近年來,以動(dòng)脈硬化閉塞癥、血栓閉塞性脈管炎和糖尿病足為主的下肢缺血性疾病嚴(yán)重困擾著人們的健康,由組織代謝量與維持生命活動(dòng)的氧氣需求量之間不平衡所導(dǎo)致。血管新生技術(shù)的出現(xiàn),為建立有效的側(cè)支循環(huán),改善下肢缺血狀態(tài)開辟了新途徑。中醫(yī)藥憑其多途徑、多靶點(diǎn)的優(yōu)勢(shì),治療下肢缺血性疾病前景廣闊。本實(shí)驗(yàn)采用結(jié)扎大鼠下肢股動(dòng)脈制造下肢缺血模型,探討芪芍復(fù)脈湯對(duì)促進(jìn)缺血下肢血管新生的作用及其機(jī)制,以期為芪芍復(fù)脈湯的臨床應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1 大鼠下肢缺血模型的建立 SD大鼠108只,雄性,6月齡,體質(zhì)量250 g~300 g,購(gòu)自中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,合格證號(hào):SCXK(軍)2014-0004。常規(guī)飼養(yǎng)1周后,隨機(jī)分為模型組(90只)和假手術(shù)組(18只)。大鼠腹腔注射3.5%水合氯醛(1 mL/100 g)麻醉,選左側(cè)腹股溝中點(diǎn)向膝部作一長(zhǎng)度約2 cm的縱向切口,緊貼腹股溝下方分離股動(dòng)脈主干,行股動(dòng)脈結(jié)扎、離斷及分支剔除術(shù),制造下肢缺血模型。假手術(shù)組僅暴露股三角,不結(jié)扎動(dòng)脈及其分支,術(shù)后大鼠下肢肌肉注射抗青霉素(8 U),連續(xù)3
d,預(yù)防感染。
1.2 動(dòng)物分組 將造模成功的大鼠,按隨機(jī)數(shù)字表法分為5組,模型組18只,芪芍復(fù)脈湯高劑量組18只,中劑量組18只,低劑量組18只,粒細(xì)胞集落刺激因子(rhG-CSF)組18只。
1.3 給藥方法 芪芍復(fù)脈湯組方:黃芪30 g,當(dāng)歸15 g,桂枝15 g,麥冬10 g,赤芍15 g,川芎10 g,三七3 g,丹參30 g,土元6 g,全蝎6 g,川牛膝30 g,甘草6 g。廣東一方制藥有限公司生產(chǎn)顆粒劑,1 g顆粒折合生藥量4.5 g ,根據(jù)藥物的溶解性確定最大給藥濃度,以此作為高劑量給藥濃度,0.50倍為中劑量給藥濃度,0.25倍為低劑量給藥濃度。給藥劑量為:高劑量組7.6 g/(kg·d),相當(dāng)于60 kg體重成人用量的12倍;中劑量組3.8 g/(kg·d),相當(dāng)于60 kg體重成人用量的6倍;低劑量組1.9 g/(kg·d),相當(dāng)于60 kg體重成人用量的3倍,加溫開水至10 mL,1 mL/100 g;模型組和假手術(shù)組灌服蒸餾水,1 m L/100 g,每天1次,連續(xù)14 d。
陽性對(duì)照藥:應(yīng)用rhG-CSF 200 μg /1.2 mL, 購(gòu)自山東齊魯制藥有限公司,批號(hào)S19990049。用生理鹽水稀釋至12 mL 備用,予rhG-CSF組大鼠患肢皮下注射,注射量0.21 mL/100 g,相當(dāng)于60 kg體重成人用量的7倍, 每日1次,連續(xù)5 d。
1.4 主要試劑與儀器 一抗(VEGF)購(gòu)自英國(guó)abcam公司,貨號(hào):ab52917;二抗(HRP山羊抗兔鼠通用)購(gòu)自丹麥DAKO公司,貨號(hào):K5007;CD34抗體,購(gòu)自英國(guó)abcam公司,批號(hào):ab8158 ;組化試劑盒DAB顯色劑購(gòu)自丹麥DAKO公司,貨號(hào):K5007。
1.5 檢測(cè)指標(biāo) 術(shù)后3 d、7 d、14 d,各組取6只大鼠,用免疫組化方法檢測(cè)大鼠患側(cè)內(nèi)收肌毛細(xì)血管密度(MVD)和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)蛋白表達(dá)。
1.5.1 缺血骨骼肌中毛細(xì)血管密度測(cè)定 石蠟包埋,切片后脫蠟,EDTA抗原修復(fù)緩沖液修復(fù)抗原,待自然冷卻后,用3%過氧化氫溶液溫室避光孵育25 min,用3%BSA均勻覆蓋組織,室溫封閉30 min,滴加一抗,4 ℃孵育過夜, PBS 緩沖液洗滌 5 min共3次,滴加二抗體,室溫37 ℃孵育20 min,PBS 緩沖液洗滌5 min共3次,DAB顯色,復(fù)染、封片。進(jìn)行400倍的顯微照相。
1.5.2 缺血骨骼肌VEGF蛋白表達(dá)測(cè)定 石蠟包埋、切片后脫蠟,EDTA抗原修復(fù)緩沖液修復(fù)抗原,自然冷卻后,用3%過氧化氫溶液溫室避光孵育25 min,用3%BSA均勻覆蓋組織,室溫封閉30 min,加一抗VEGF后4℃孵育過夜, PBS 緩沖液洗滌5 min共3次,滴加二抗(HRP山羊抗兔鼠通用),室溫孵育50 min,再用PBS 緩沖液洗滌 5 min共3次,滴加DAB顯色液,顯微鏡下觀察2 min,沖洗切片終止顯色,復(fù)染細(xì)胞核,脫水,封片。400倍顯微鏡鏡檢,每張切片選擇 6個(gè)視野,應(yīng)用圖像采集分析系統(tǒng)計(jì)算光密度值,取均值作為VEGF的蛋白表達(dá)量。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件處理,不同處理因素不同時(shí)間點(diǎn)各指標(biāo)比較采用析因設(shè)計(jì)資料的方差分析,如果存在交互作用,分析各因素的單獨(dú)效應(yīng);如果無交互作用,則分析各因素的主效應(yīng)。LSD法進(jìn)行組間比較。
2.1 大鼠下肢缺血模型建立情況 結(jié)扎、離斷大鼠下肢股動(dòng)脈及其分支的造模效果顯著,除假手術(shù)組外,其余各組均有不同程度的活動(dòng)障礙,6組大鼠下肢未見壞死。
2.2 各組MVD值比較 術(shù)后3 d,各組間MVD值無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;術(shù)后7 d,各組間總體不全相同,rhG-CSF組、芪芍復(fù)脈湯高劑量組、芪芍復(fù)脈湯中劑量組較模型組與低劑量組比較上升(P<0.05或P<0.01),rhG-CSF組與高劑量組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);術(shù)后14 d,各組間總體不全相同,rhG-CSF組、芪芍復(fù)脈湯高劑量組較模型組和低劑量組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),中劑量組較模型組升高(P<0.05),并且高劑量組高于中劑量組(P<0.05),高劑量組與G-CSF組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。詳見表1、圖1。
表1 各組大鼠不同時(shí)間點(diǎn)MVD值比較(±s)
圖1 各組MVD免疫組化圖
2.3 各組VEGF蛋白表達(dá)比較 假手術(shù)組術(shù)后各時(shí)間點(diǎn)之間比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;術(shù)后3 d,芪芍復(fù)脈湯高、中劑量組、G-CSF組VEGF光密度值較模型組升高(P<0.01),高劑量組較低劑量組升高(P<0.01),中劑量組較低劑量組升高顯著(P<0.05);術(shù)后7 d,模型組較假手術(shù)組VEGF光密度值升高(P<0.05),芪芍復(fù)脈湯高、中劑量組和G-CSF組較模型組升高(P<0.01),其中G-CSF組較高劑量組升高(P<0.05),高劑量組較低劑量組升高顯著(P<0.05);術(shù)后14 d,高、中劑量組和G-CSF組較模型組升高顯著(P<0.05或P<0.01),并且高劑量組高于中劑量組(P<0.05),中劑量組高于低劑量組(P<0.05)。詳見表2、圖2。
表2 各組大鼠不同時(shí)間VEGF蛋白表達(dá)(±s)
血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子是血管內(nèi)皮細(xì)胞特異性的肝素結(jié)合蛋白,由不同長(zhǎng)度、形態(tài)和酸堿度的氨基酸構(gòu)成。在血管生成和側(cè)支循環(huán)構(gòu)建過程中,依賴相關(guān)生長(zhǎng)因子,發(fā)揮調(diào)控作用。研究表明VEGF可特異性促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂[1],有強(qiáng)烈的促血管生成作用。其起作用的方式主要有3方面[2-4]:①它可以直接作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞,特異性地與血管內(nèi)皮上的特殊受體相結(jié)合,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的分裂、增殖,從而促進(jìn)血管新生;②通過招募骨髓中的內(nèi)皮祖細(xì)胞(EPCs)向外周血遷移、歸巢、整合于受損血管叢,進(jìn)而分化為內(nèi)皮細(xì)胞,促進(jìn)血管新生。Takah等[5]給予缺血大鼠外源性的VEGF,從而升高外周血中 EPCs 的數(shù)量,就是利用VEGF的這一作用促進(jìn)了血管再生。③VEGF具有高通透性,因此也叫血管滲透因子[3],它可以通過增加微血管的通透性,使血液內(nèi)的血漿蛋白滲透致血管外,大量的纖維蛋白原凝固成纖維蛋白,作為內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等暫時(shí)的基質(zhì)成分,并促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的分裂、增殖,最終促進(jìn)血管的生成。毛細(xì)血管密度是檢測(cè)血管新生的重要指標(biāo)[6],它反映血管再生能力的強(qiáng)弱,即MVD的值越高,代表新生毛細(xì)血管越豐富。
本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):術(shù)后14 d,芪芍復(fù)脈湯高、中劑量組增加了缺血骨骼肌局部毛細(xì)血管密度,并且顯著高于模型組,意味著芪芍復(fù)脈湯能夠促進(jìn)下肢缺血大鼠模型的血管新生。實(shí)驗(yàn)中芪芍復(fù)脈湯高、中劑量組與模型組和假手術(shù)組相比,VEGF 的光密度值顯著上調(diào),證明芪芍復(fù)脈湯能通過上調(diào)促血管新生因子蛋白的表達(dá),提高缺血下肢微血管密度,促進(jìn)缺血下肢側(cè)支循環(huán)的形成,促進(jìn)血管新生。
大量的實(shí)驗(yàn)研究證實(shí),中藥相對(duì)西藥具有多靶點(diǎn)、多途徑的治療優(yōu)勢(shì),很多中藥具有促血管新生的作用[7]。血管新生是近年提出的概念,然而早在幾千年前中醫(yī)學(xué)中就有記載:“夫脈者,血之府也?!薄鹅`樞·經(jīng)水》載:“若夫八尺之士,皮肉在此,外可度量切循而得之,其死可解剖而視之……脈之長(zhǎng)短……皆有大數(shù)”。說明中醫(yī)所述的“脈”和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的“血管”名異而實(shí)同,無論從形態(tài)結(jié)構(gòu)還是功能上都相對(duì)應(yīng)。從古至今,大部分醫(yī)家認(rèn)為下肢缺血性疾病的基本病機(jī)為氣血瘀滯,經(jīng)絡(luò)阻塞,陽氣不能達(dá)于四末。在下肢缺血性疾病的治療上把活血化瘀方法貫穿始終,然而形成瘀血的病因方面歷代醫(yī)家卻眾說紛紜。吾師李廷荃教授認(rèn)為,下肢缺血性疾病的發(fā)病以中老年人為主,年過半百,其天葵衰,正氣虧虛,所以氣血虧虛是導(dǎo)致疾病發(fā)生的主要原因?,F(xiàn)代研究證明陰虛病人的血液黏稠度、紅細(xì)胞沉降率、纖維蛋白原含量均高于正常人[8]。陰虛可以導(dǎo)致血液運(yùn)行遲緩,形成瘀血,所以陰虛是缺血性疾病發(fā)病的重要因素。吾師認(rèn)為治療此病,當(dāng)以益氣活血、滋陰復(fù)脈為治療大法。
芪芍復(fù)脈湯是李廷荃教授經(jīng)過多年臨床實(shí)踐,反復(fù)探索與完善總結(jié)出的治療下肢缺血性疾病的效驗(yàn)方。方中黃芪補(bǔ)氣,培正固本,使氣旺則血行;赤芍活血散瘀;麥冬養(yǎng)陰增液,使陰血充、脈絡(luò)盈;三藥共為君,奏益氣活血、滋陰復(fù)脈之功。桂枝助陽化氣,溫通經(jīng)脈,發(fā)越陽氣,溫養(yǎng)肌膚;三七、川芎、丹參、川牛膝活血祛瘀、行氣止痛,助赤芍活血化瘀,與桂枝共為臣;當(dāng)歸養(yǎng)血補(bǔ)血,助麥冬養(yǎng)陰增液;土元、全蝎借其行散走竄之力,搜風(fēng)通絡(luò)止痛與當(dāng)歸共為佐藥。甘草調(diào)和諸藥,解土元、全蝎之毒性,為使。全方養(yǎng)陰血以增津液,活血化瘀以通脈絡(luò),使正氣壯,瘀血除,新血生,血供改善,從而減輕肢體不適癥狀。
本實(shí)驗(yàn)得出:芪芍復(fù)脈湯不同劑量組與模型組比較均有差異,并且術(shù)后14 d高劑量組VEGF光密度值和MVD值均顯著高于中劑量組和低劑量組,中劑量組顯著高于低劑量組,說明芪芍復(fù)脈湯對(duì)下肢缺血大鼠模型的治療存在劑量依賴性,為臨床治療下肢缺血性疾病提供了劑量指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
芪芍復(fù)脈湯能夠促進(jìn)缺血大鼠下肢骨骼肌毛細(xì)血管密度的增多,促進(jìn)血管新生,其機(jī)制可能與促進(jìn)缺血組織VEGF蛋白表達(dá)有關(guān)。芪芍復(fù)脈湯能否動(dòng)員骨髓中的EPCs,能否增加缺血組織中CD34陽性細(xì)胞的含量,還有待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)觀察。