熊敏琪,唐曉婷,崔金剛,丁李立強(qiáng),唐新淼,王培偉,陳 瑜**,張 騰**
(1. 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院 上海 200437;2. 上海市中醫(yī)藥研究院中西醫(yī)結(jié)合臨床研究所 上海 200437)
高血壓是冠心病發(fā)病和死亡的主要危險(xiǎn)因素,也是腦卒中的高危因素,占世界范圍內(nèi)主要死亡疾病譜的主導(dǎo)地位。近年來圍繞高血壓發(fā)病和防治的研究不斷呈現(xiàn)新的成果,腸道屏障及其功能等研究為諸多復(fù)雜性疾病發(fā)生機(jī)制的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生了巨大影響,也為高血壓發(fā)生機(jī)制和防治研究開啟了新的窗口。研究表明,腸道屏障穩(wěn)態(tài)變化與心血管疾病的轉(zhuǎn)歸有著密切關(guān)聯(lián)性[1],且本課題組前期研究表明清肝益腎祛風(fēng)復(fù)方具有顯著的降壓效果[2],因此本實(shí)驗(yàn)旨在探索清肝益腎祛風(fēng)復(fù)方的降壓效應(yīng)是否與調(diào)節(jié)腸道屏障功能相關(guān),為其臨床推廣應(yīng)用提供可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
WKY 大鼠18 只,SHR 大鼠54 只,雄性,4 周齡,SPF級(jí),購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,動(dòng)物合格證號(hào):SCXK(京)2012-0001。
QYQ 購于上??禈蛑兴庯嬈邢薰尽?驳厣程辊テ? mg):國藥準(zhǔn)字J20150085,日本武田藥品工業(yè)株式會(huì)社。異硫氰酸熒光素標(biāo)記葡聚糖(FITCdextran,F(xiàn)D4)購自美國Sigma 公司。逆轉(zhuǎn)錄試劑盒購于寶生物工程有限公司。
實(shí)時(shí)熒光定量PCR 系統(tǒng):Roche 公司;冰凍切片機(jī):Leica 公司;正置顯微鏡:Leica 公司;熒光分光光度計(jì):Bio-Tek公司。
所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物用普通飼料適應(yīng)性喂養(yǎng)1 周后,將SHR 大鼠隨機(jī)分為模型組、清肝益腎袪風(fēng)復(fù)方組(QYQ)、坎地沙坦酯片組(Can),以同周齡WKY 雄性大鼠為正常對(duì)照組,每組18只。QYQ 組(川芎15 g、柴胡15 g、黃連6 g、羌活15 g、防風(fēng)15 g、夏枯草30 g、川牛膝15 g、黃精15 g、石決明20 g、炒黃芩15 g、桑寄生15 g、益母草30 g)各藥材采用中藥常規(guī)煎煮法,按照人體劑量6.3 倍換算后濃縮灌胃;坎地沙坦酯片用pH值為6.4的磷酸鹽緩沖液(PBS)溶解,按照人體劑量換算以1 mg·kg-1的劑量灌胃,給藥體積2 mL,每日1 次;空白對(duì)照組和模型組給予等體積飲用水。每組大鼠在4周齡時(shí)開始灌胃,取6只持續(xù)給藥至8周齡,6只持續(xù)給藥至12周齡,6只持續(xù)給藥至20周齡。
將12 周齡和20 周齡的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物禁食12 h,次日給各組大鼠稱重,將FITC-dextran 溶解于PBS 中,用44 mg/100 g 的濃度給大鼠灌胃,4 小時(shí)后眼眶內(nèi)眥靜脈采血,分離血清,4℃避光保存,用熒光分光光度計(jì)(激發(fā)波長(zhǎng)485 nm、發(fā)射波長(zhǎng)528 nm)測(cè)量血清吸光度值。
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分別于8 周齡、12 周齡及20 周齡時(shí)取材,小心將遠(yuǎn)端回腸和近端結(jié)腸取出,分別縱向剖開,一分為二,一份放入4%多聚甲醛固定,石蠟包埋,進(jìn)行H&E 染色和Masson's trichrome 染色觀察病理形態(tài)學(xué)的改變,利用Image Pro Plus 6.0軟件進(jìn)行定量分析;一份液氮速凍,用于總RNA抽提。
將液氮速凍的回腸和結(jié)腸組織進(jìn)行RNA 抽提,隨后用PCR 定量測(cè)試儀進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄,再用RT-PCR 法檢測(cè)各基因的表達(dá),以GAPDH 為內(nèi)參。引物序列見表1。
表1 引物列表
采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,若符合正態(tài)分布和方差齊性,多組比較采用單因素方差(One-way ANOVA)分析,兩兩比較采用SNK 檢驗(yàn),對(duì)有序分類資料進(jìn)行Ridit 分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
如圖1 所示,12 周齡時(shí),與WKY 組相比,模型組SHR 大鼠血清FITC-dextran 濃度顯著升高(P<0.05)。與SHR 模型組相比,Can 組與QYQ 治療組大鼠血清FITC-dextran濃度有降低趨勢(shì),但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
20周齡時(shí),與WKY 組相比,模型組SHR 大鼠血清FITC-dextran 濃度顯著升高(P<0.05);與模型組SHR大鼠相比,Can 組大鼠血清FITC-dextran 濃度無明顯差異;QYQ 治療組血清FITC-dextran 濃度顯著降低(P<0.05)。QYQ 治療組與Can 組相比,血清FITCdextran濃度顯著降低(P<0.05)。
圖1 QYQ顯著降低20周齡SHR大鼠腸道滲透性
根據(jù)回腸及結(jié)腸損傷受累面積、損傷程度等,分別標(biāo)記-、±、++、+++、++++,其中-代表無明顯損傷,++++為存在極重度損傷。
如圖2 所示,8 周齡WKY 組,SHR 模型組,Can 組及QYQ 治療組回腸結(jié)構(gòu)完整,未見明顯病理性改變。12 周齡WKY 組回腸結(jié)構(gòu)完整,SHR 模型組回腸壁絨毛壞死,Can組回腸壁粘膜表面局部糜爛,QYQ治療組未見明顯異常。與WKY 組比較,SHR 模型組回腸組織病理損傷評(píng)分高于WKY 組,無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;與SHR模型組比較,Can 組及QYQ 治療組回腸組織病理損傷評(píng)分低于SHR 模型組,無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(表2A)。20 周齡回腸,WKY組回腸結(jié)構(gòu)完整,未見明顯病理性改變,SHR 模型組回腸壁局部粘膜上皮壞死脫落糜爛形成,Can 組回腸粘膜較大面積淺潰瘍形成,粘膜層顯著充血水腫、炎細(xì)胞浸潤,QYQ 治療組偶見微小粘膜表面糜爛。與WKY 組比較,SHR 模型組回腸組織病理損傷評(píng)分高于WKY 組(P<0.05);與SHR 模型組比較,Can 組與QYQ 治療組回腸組織病理損傷評(píng)分均顯著降低(P<0.05)(表2B)。
表2 A 12周齡各組大鼠回腸損傷評(píng)分
表2B 20周齡各組大鼠回腸損傷評(píng)分
表2 C 12周齡各組大鼠結(jié)腸損傷評(píng)分
表2D 20周齡各組大鼠結(jié)腸損傷評(píng)分
8 周齡結(jié)腸WKY 組,SHR 模型組,Can 組及QYQ治療組結(jié)腸結(jié)構(gòu)完整,未見明顯病理性改變;12 周齡結(jié)腸,WKY 組結(jié)腸結(jié)構(gòu)完整,SHR 模型組結(jié)腸壁粘膜層表面糜爛,Can 組結(jié)腸壁粘膜層及粘膜下層輕度水腫,QYQ 治療組結(jié)腸結(jié)構(gòu)完整;與WKY 組比較,SHR模型組結(jié)腸組織病理損傷評(píng)分顯著高于WKY 組(P<0.05),與SHR 模型組比較,Can 組及QYQ 組結(jié)腸組織病理損傷評(píng)分無明顯差異(表2C)。20 周齡結(jié)腸,WKY 組結(jié)腸結(jié)構(gòu)完整,未見明顯病理性改變,SHR 模型組結(jié)腸壁粘膜表面糜爛,滲出壞死組織覆蓋,Can組結(jié)腸壁多發(fā)粘膜表面糜爛、充血水腫,QYQ 結(jié)腸壁小潰瘍形成,潰瘍周邊上皮細(xì)胞和纖維組織增生修復(fù)。與WKY 組比較,SHR 模型組結(jié)腸組織病理損傷評(píng)分顯著升高(P<0.05),與SHR 模型組比較,QYQ 治療組結(jié)腸組織病理損傷評(píng)分顯著降低(P<0.05),SHR 模型組與Can組比較無明顯差異(表2D)。
圖2 不同周齡大鼠回腸、結(jié)腸H&E染色(×200)
與8 周齡、12 周齡及20 周齡WKY 大鼠回腸和結(jié)腸組織纖維化相對(duì)面積比較,SHR 模型組纖維化相對(duì)面積顯著升高,有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。在8周齡及12 周齡,與SHR 模型組相比,Can 組及QYQ 治療組回腸及結(jié)腸纖維化相對(duì)面積無明顯差異;20 周齡,與SHR 模型組纖維化相對(duì)面積比較,QYQ 治療組回腸及結(jié)腸纖維化面積顯著降低,有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),且QYQ 治療組結(jié)腸纖維化面積顯著低于Can 組,有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)(圖3)。
如圖4A 所示,與WKY 組相比,8 周齡SHR 模型組大鼠回腸緊密連接蛋白Cgn,Ocln mRNA 表達(dá)無明顯差異;與SHR模型組比較,Can組回腸Cgn,Tjp1 mRNA表達(dá)無差異,Ocln mRNA 表達(dá)水平顯著降低(P<0.05);與SHR 模型組及Can 組比較,QYQ 治療組回腸Cgn mRNA 表達(dá)顯著升高(P<0.05),Tjp1 mRNA 表達(dá)無明顯差異;與SHR 模型組比較QYQ 治療組回腸Ocln mRNA 表達(dá)無明顯差異,與Can 組比較表達(dá)水平顯著升高(P<0.05)。
圖3 不同周齡大鼠腸道Masson's trichrome染色(×400)
圖4 不同周齡大鼠腸道緊密連接蛋白mRNA表達(dá)
如圖4B 所示,與WKY 組相比,20 周齡時(shí)SHR 模型組大鼠回腸緊密連接蛋白Cgn,Ocln 和Tjp1 mRNA表達(dá)顯著降低(P<0.05);與SHR 模型組相比,Can 組大鼠回腸緊密連接蛋白Cgn,Ocln mRNA 表達(dá)無差異,Tjp1 mRNA 表達(dá)顯著升高(P<0.05);與SHR 模型組及Can 組比較,QYQ 治療組回腸緊密連接蛋白Cgn,Ocln mRNA 表達(dá)顯著升高(P<0.05),Tjp1 mRNA表達(dá)與模型組比顯著升高(P<0.05)。
如圖4C 所示,與WKY 組相比,8 周齡SHR 模型組大鼠近端結(jié)腸緊密連接蛋白Cgn,Ocln mRNA 表達(dá)顯著降低(P<0.05);與SHR 模型組比較,Can 組大鼠近端結(jié)腸緊密連接蛋白Cgn,Ocln 及Tjp1 mRNA 表達(dá)無差異;與SHR 模型組及Can 組比較,QYQ 治療組近端結(jié)腸緊密連接蛋白Cgn,Ocln 及Tjp1 mRNA 表達(dá)無差異。
如圖4D 所示,與WKY 組相比,20 周齡時(shí)SHR 模型組大鼠近端結(jié)腸緊密連接蛋白Cgn,Ocln 和Tjp1 mRNA 顯著降低(P<0.05);與SHR 模型組相比,Can組大鼠近端結(jié)腸緊密連接蛋白Cgn,Ocln mRNA 表達(dá)無差異,Tjp1 mRNA 表達(dá)顯著降低(P<0.05);與SHR模型組及Can 組比較,QYQ 治療組近端結(jié)腸緊密連接蛋白Cgn,Ocln及Tjp1 mRNA表達(dá)顯著升高(P<0.05)。
腸道是人體最大的免疫器官,腸粘膜上皮由單層細(xì)胞組成,對(duì)維持腸道穩(wěn)態(tài)起著至關(guān)重要的作用,既作為物理屏障,又作為免疫防御屏障[3]。腸道屏障功能受損與許多疾病狀態(tài)有關(guān),包括腸道和全身。由于屏障功能障礙引起的腸通透性增加可能導(dǎo)致微生物移位[4]??赡芤鸶鞣N疾病的低度炎癥[5]。
FITC-dextran 是反映腸道對(duì)大分子物質(zhì)滲透性的指標(biāo),用來評(píng)估腸上皮組織的緊密連接損傷。本課題組通過檢測(cè)血清FITC-dextran 濃度發(fā)現(xiàn),相比WKY 組大鼠,SHR 模型組大鼠腸道滲透性顯著升高,QYQ 具有顯著干預(yù)高血壓相關(guān)腸道滲透性的改變。同時(shí)本課題組研究發(fā)現(xiàn)與20 周齡WKY 組相比,SHR 模型組回腸結(jié)腸粘膜表面糜爛明顯,組織病理損傷評(píng)分顯著升高及纖維化相對(duì)面積顯著升高(P<0.05)。而QYQ治療組回腸結(jié)腸組織病理損傷評(píng)分顯著降低(P<0.05),腸道炎癥情況顯著改善,同時(shí)20周齡QYQ 治療組回腸及結(jié)腸纖維化面積與SHR 模型組比較顯著降低(P<0.05),提示QYQ 對(duì)高血壓相關(guān)回腸及結(jié)腸組織損傷具有顯著的干預(yù)效應(yīng)。
緊密連接(Tight junctions,TJS)是上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)揮生理功能的基本結(jié)構(gòu)[6]。腸道上皮細(xì)胞通過緊密連接等結(jié)構(gòu)形成屏障,維持人體健康[7]。在正常腸上皮組織中,扣帶蛋白(Cingulin,Cgn)和閉合蛋白(Occludin,Ocln)等緊密連接蛋白構(gòu)成緊密連接,對(duì)維持上皮結(jié)構(gòu)和功能的完整及細(xì)胞的生長(zhǎng),代謝起重要作用[8]。緊密連接相關(guān)蛋白表達(dá)的改變,緊密連接中斷,是腸黏膜屏障損傷和腸滲透性增加的一個(gè)關(guān)鍵因素[9],調(diào)節(jié)上皮緊密連接蛋白可加強(qiáng)上皮屏障功能的恢復(fù)[7,10]。
腸道物理屏障由腸上皮細(xì)胞及細(xì)胞間的連接組成,以Cgn、Ocln 及 緊密 連 接 蛋 白1(Tight junction protein1,Tjp1)為代表的緊密連接蛋白是腸道物理屏障的重要組成部分,腸屏障功能破壞,其結(jié)果將導(dǎo)致腸道內(nèi)的細(xì)菌及毒素入血,加重全身炎癥反應(yīng)。通過調(diào)節(jié)緊密蛋白的表達(dá)和定位來調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞的屏障功能是治療一些疾病的一個(gè)潛在的新靶點(diǎn)[11]。
本課題組分析了不同周齡大鼠及藥物干預(yù)后腸緊密連接蛋白mRNA 的表達(dá)變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),相比WKY 大鼠,20 周齡SHR 模型組大鼠的回腸及結(jié)腸的相關(guān)緊密連接蛋白mRNA 表達(dá)顯著降低,本研究結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道一致[12]。經(jīng)QYQ 治療可以顯著增加20 周齡SHR 大鼠腸緊密連接蛋白Cgn、Ocln 及Tjp1 mRNA表達(dá)水平。
綜上所述,清肝益腎祛風(fēng)復(fù)方對(duì)高血壓相關(guān)腸道屏障功能失調(diào)的干預(yù)效應(yīng)可能與其調(diào)節(jié)腸道緊密連接蛋白的表達(dá)水平有關(guān)。