薛 梅楊 琳宋 磊李長坤楊 斌繆 宇馬 燕史大卓
阿司匹林(aspirin,ASA)是心血管血栓性疾病抗血小板治療的基石[1]。然而,ASA導(dǎo)致的胃腸道損傷[2]和阿司匹林抵抗[3]現(xiàn)象影響了ASA的臨床療效、安全性和病人的服藥依從性。如何增強ASA抗血小板作用、減輕胃腸道損傷,是心血管領(lǐng)域關(guān)注的焦點。ASA不可逆抑制環(huán)氧化酶(cyclooxygenase,COX),影響花生四烯酸(arachidonic acid,AA)代謝通路下游各因子的表達(dá),通過減少血小板血栓素A2(thromboxane A2,TXA2)合成發(fā)揮抗血小板作用[4],但因為同時抑制了胃黏膜前列環(huán)素(prostaglandins,PGs)合成[5],導(dǎo)致胃黏膜損傷、出血。課題組前期研究表明,三七總皂苷(panax notoginseng saponin,PNS)具有抗血小板黏附和聚集的作用,并可減輕ASA聯(lián)合氯吡格雷誘導(dǎo)的胃黏膜損傷[6-7]。最新研究顯示,AA通路下游的多種脂質(zhì)代謝物在血小板活化與抑制[8]、胃黏膜損傷與修復(fù)方面扮演重要角色[9-11]。AA代謝通路調(diào)控是否為PNS抗血小板及保護(hù)胃黏膜的潛在機制尚缺少研究。本研究通過建立大鼠急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)模型,觀察PNS保護(hù)AMI大鼠胃黏膜和增強阿司匹林抗血小板的作用,并基于共同存在血小板及胃黏膜細(xì)胞的AA通路探討其作用機制,為PNS聯(lián)合阿司匹林的臨床應(yīng)用提供實驗依據(jù)。
1.1 實驗動物 SPF級雄性Wistar大鼠(體重200~250 g),購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司。動物合格證號:SCXK(京2016-0006)。
1.2 實驗藥物 三七總皂苷[血塞通軟膠囊(理洫王)],每粒0.33 g,每粒含三七總皂苷60 mg,批號:國藥準(zhǔn)字Z19990022。阿司匹林腸溶片,每片100 mg,批號:國A20070002。
1.3 試劑和儀器 氯化三苯四唑(2,3,4-triphenyltetrazolium,TTC)、改良臺式液、葡萄糖、一水檸檬酸、二水檸檬酸三鈉,購自北京藍(lán)博斯特生物技術(shù)有限公司;二磷酸腺苷(adenosine diphosphate,ADP),購自Chrono-log公司;COX-1熒光活性試劑盒,Cayman chemical公司生產(chǎn);COX-1抗體,Cell Signaling Technology公司生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)品購自CSW公司。乙腈、甲酸、甲醇、乙醇(色譜純),購自Sigma Aldrich公司。C8色譜柱(2.1 mm×150 mm,2.6),Phenomenex公司生產(chǎn)。血小板聚集儀(LBY-NJ4),北京利普生醫(yī)療設(shè)備有限公司生產(chǎn);掃描電鏡(SU-8010),日本日立公司生產(chǎn);高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(HPLC/MS-8050),日本島津公司生產(chǎn)。
1.4 造模與分組方法 健康雄性Wistar大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周,造模前禁食12 h。參照文獻(xiàn)報道方法[12]結(jié)扎左冠狀動脈前降支制備心肌梗死模型。將造模成功大鼠隨機分為AMI模型組(model組)、ASA組、PNS組、PNS+ASA組。假手術(shù)組(sham組)只穿線不結(jié)扎。術(shù)后24h,ASA組給予ASA,負(fù)荷劑量31.25 mg/(kg·d),給藥1 d,按正常成年人300 mg/(70 kg·d)換算;維持劑量10.42 mg/(kg·d) 給藥27 d,按正常成年人100 mg/(70 kg·d)換算。PNS組給予PNS 118.8 mg/(kg·d),給藥4周;PNS+ASA組給予PNS聯(lián)合ASA 4周,sham組和model組給予等量生理鹽水灌胃4周。
1.5 取材與指標(biāo)檢測
1.5.1 心肌染色 灌胃4周后,禁食12 h,2%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉,將大鼠固定于解剖臺。開胸取心臟并用生理鹽水沖洗,心臟-80 ℃冷凍10 min后,從結(jié)扎(或穿線)點起將心臟垂直長軸橫切為均勻厚度的5片,放置于1% TTC染液中,37 ℃恒溫孵育15 min,最后用生理鹽水漂洗心臟切片以終止染色。使用Image J 軟件計算心肌梗死范圍:左心室梗死區(qū)面積/(左心室總面積-左心室腔面積)×100%。
1.5.2 血小板聚集率 腹主動脈采血2 mL并用3.8%枸櫞酸鈉抗凝,1 000 r/min 離心8 min,制備富血小板血漿(platelet rich plasma,PRP),3 000 r/min離心10 min制備貧血小板血漿(platelet poor plasma,PPP),使用PPP稀釋PRP至血小板濃度為1.5×109~1.8×109/mL,測定ADP(終濃度20 μmol/L)誘導(dǎo)的血小板最大聚集率(%)。
1.5.3 胃黏膜掃描電鏡檢測 取胃竇部黏膜(約0.4 cm×0.1cm×0.1cm),生理鹽水漂洗后立即投入2.5%戊二醛中,4 ℃固定3 d,1%鋨酸固定2 h,乙醇逐級脫水,乙酸異戊酯置換,臨界點干燥,黏臺后噴金,使用掃描電鏡觀察胃黏膜超微結(jié)構(gòu)。
1.5.4 ELISA、Western blot檢測COX-1 蛋白表達(dá) 將ACD抗凝劑(檸檬酸三鈉13.2 g/L,檸檬酸4.8 g/L,葡萄糖14.7 g/L)與改良臺式液以1∶9體積比混合制備血小板重懸液。腹主動脈取血2 mL并用3.8%枸櫞酸鈉抗凝,1 000 r/min離心8 min 得到PRP,取離心管A、B,各加入PRP 100 μL,分別用于檢測COX-1活性及蛋白表達(dá)。PRP 3 000 r/min離心10 min,棄上清,獲得血小板沉淀。管A加入重懸液重懸血小板,室溫靜置10 min后加入0.1 mol/L冰鹽酸裂解血小板,10 000 r/min 離心10 min,提取上清液,嚴(yán)格按照COX-1熒光活性試劑盒說明書檢測,以AA誘導(dǎo)COX-1催化生成的下游代謝物PGG2反應(yīng)COX-1活性。管B中加入裂解液100 μL,冰浴裂解15 min后4 ℃ 12 000 r/min離心10 min,取蛋白上清進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳(12%分離膠),然后將蛋白電轉(zhuǎn)印至硝酸纖維素膜上。用5%脫脂牛奶室溫下封閉1 h,加入COX-1抗體(1∶2 000)4 ℃孵育過夜;洗膜后加入相應(yīng)二抗(1∶2 000),室溫孵育 1 h,洗膜后用ECL進(jìn)行顯影,X 光片壓片,曝光;利用 Image J 軟件對所得的條帶進(jìn)行分析。COX-1蛋白表達(dá)以COX-1/β-actin表示。
1.5.5 AA通路脂質(zhì)代謝物檢測
1.5.5.1 內(nèi)標(biāo)溶液配制 內(nèi)標(biāo)溶液包含血栓素B2(TXB2)-d4、PGE2-d4、PGD2-d4、LTB4 d4、15-HETE-d8。PGE2-d4濃度為2.5 μg/mL,余內(nèi)標(biāo)濃度均為25 μg/mL。混合內(nèi)標(biāo)避光、-80 ℃凍存。
1.5.5.2 樣本采集與前處理 腹主動脈采血2 mL并用肝素抗凝,3 000 r/min 離心15 min分離血清600 μL。腹主動脈取血2 mL并用3.8%枸櫞酸鈉抗凝制備血小板重懸液(離心條件同1.5.4)80 μL。刮取胃竇部黏膜50 mg。血清和胃黏膜樣本中均加入內(nèi)標(biāo)溶液600 μL,血小板樣品中加入內(nèi)標(biāo)溶液100 μL,渦旋5 min,超聲3 min,10 000 r/min 離心5 min,提取上清液,上樣于固相萃取柱,0.1%甲酸淋洗,15%乙醇淋洗,200 μL甲醇洗脫后氮氣吹干濃縮,-80 ℃凍存待測。目標(biāo)代謝物為血小板TXB2,血清5,6-表氧二十碳三烯酸(EET)、8,9-EET、11,12-EET、14,15-EET,胃黏膜PGE2、13,14-dihydro-15-keto-PGE2。
1.5.5.3 LC/MS數(shù)據(jù)采集與處理 濃縮樣本使用100 μL甲醇復(fù)溶后置于進(jìn)樣瓶,進(jìn)樣量:10 μL。LC條件:流動相A為0.1%甲酸,流動相B為乙腈。梯度條件:0~<5 min(10%B),5~<10 min(25%B),10~<20 min(35%B),20~<20.1 min(75%B),20.1~<25(95%B),25.1~30 min(10%B)。MS條件:離子化方式為ESI+/-,霧化氣流量3 L/min,干燥氣流量10 L/min,加熱氣流量10 L/min,加熱模塊溫度400 ℃,接口溫度300 ℃,DL溫度250 ℃,CID氣壓力230 kPa。使用島津公司labsolution軟件讀取數(shù)據(jù),調(diào)整保留時間、濾噪后分段積分,目標(biāo)代謝物水平以目標(biāo)代謝物峰面積/相應(yīng)內(nèi)標(biāo)峰面積×100%表示。
2.1 心肌梗死面積 TTC染色后見梗死區(qū)域呈灰白色(紅色箭頭所示),未梗死區(qū)域呈紅色(綠色箭頭所示)。與model組比較,PNS、ASA單獨及聯(lián)用均可明顯減少心肌梗死面積(P<0.01),PNS聯(lián)合ASA較ASA相比,能進(jìn)一步減少心肌梗死面積(P<0.01)。詳見圖1、圖2。
A為sham組;B為model組;C為PNS組;D為ASA組;E為PNS+ASA組
A為sham組;B為model組;C為PNS組;D為ASA組;E為PNS+ASA組。與sham組比較,* P<0.01;與model組比較,#P<0.01;與ASA組比較,△ P<0.01
2.2 血小板聚集率 與sham組比較,model組血小板聚集率顯著升高(P<0.01)。與model組比較,PNS、ASA單獨及聯(lián)用均可降低ADP誘導(dǎo)的血小板聚集率(P<0.01),PNS聯(lián)合ASA與ASA單用比較,能進(jìn)一步降低ADP誘導(dǎo)的血小板聚集率(P<0.05)。詳見表1。
組別只數(shù)血小板最大聚集率sham組10 53.25±6.65model組10 77.04±6.951)PNS組10 62.87±3.012)ASA組10 61.68±5.942)PNS+ASA組10 56.24±4.252)3)
與sham組比較,1)P<0.01;與model組比較,2)P<0.01;與ASA組比較,3)P<0.05
2.3 胃黏膜超微結(jié)構(gòu) 與model組比較,ASA組胃黏膜上皮細(xì)胞排列紊亂,上皮細(xì)胞脫落,固有層結(jié)締組織暴露;PNS+ASA組胃黏膜上皮細(xì)胞排列輕度紊亂,僅少量細(xì)胞脫落,且未見結(jié)締組織暴露。表明PNS聯(lián)合ASA可減輕ASA誘導(dǎo)的胃黏膜損傷。詳見圖3。
sham組 model組 PNS組 ASA組 PNS+ASA組
2.4 血小板COX-1活性和表達(dá) model組血小板COX-1活性及表達(dá)較sham組顯著上升(P<0.01),ASA單獨及聯(lián)用PNS均可顯著降低血小板COX-1活性及表達(dá)(P<0.01),PNS聯(lián)合ASA可進(jìn)一步降低血小板COX-1活性及表達(dá)(P<0.01)。此外,PNS抑制COX-1活性的水平優(yōu)于ASA(P<0.01)。詳見圖4、圖5。
A為sham組;B為model組;C為PNS組;D為ASA組;E為PNS+ASA組。與sham組比較,* P<0.01;與model組比較,#P<0.01;與ASA組比較,△ P<0.01
A為sham組;B為model組;C為PNS組;D為ASA組;E為PNS+ASA組。與sham組比較,* P<0.01;與model組比較,#P<0.01;與ASA組比較,△ P<0.01
2.5 AA通路脂質(zhì)代謝物分析 與ASA組相比,PNS+ASA組血小板中TXB2顯著降低(P<0.01),PNS組、PNS+ASA組血清總EET水平顯著升高(P<0.01)。胃黏膜組織中,PNS組、PNS+ASA組PGE2及其下游代謝物13,14-dihydro-15-keto-PGE2水平均顯著高于ASA組(P<0.01)。詳見表2。
表2 各組AA通路代謝物水平比較(±s)
注:血清總EET包括5,6-EET、8,9-EET、11,12-EET、14,15-EET。代謝物水平以目標(biāo)代謝物峰面積/相應(yīng)內(nèi)標(biāo)峰面積×100%表示。與ASA組比較,1)P<0.01
阿司匹林在心血管血栓性疾病防治中的臨床療效已得到廣泛證實。然而,服用阿司匹林后血小板高反應(yīng)性和胃腸道損傷是臨床使用中面臨的突出問題。在服用ASA的病人中5%~45%存在阿司匹林低反應(yīng)性[13]。薈萃研究表明,阿司匹林低反應(yīng)性與動脈粥樣硬化血栓性事件風(fēng)險增高有關(guān)[14]。即使是低劑量阿司匹林,也會增加胃腸道嚴(yán)重出血風(fēng)險[15]。一項納入187例的多中心隊列研究表明,服用低劑量阿司匹林(75~325 mg/d)的病人胃、十二指腸潰瘍3個月發(fā)病率達(dá)7.1%[16]。多中心病例對照研究顯示,低劑量服用阿司匹林(<300 mg/d)使上消化道出血風(fēng)險升高1倍[17]。阿司匹林引起的胃腸道損傷和出血是冠心病預(yù)后不良的獨立危險因素[18],是導(dǎo)致病人服藥依從性差甚至停藥的最主要原因。如何增強阿司匹林抗血小板作用、減輕阿司匹林造成的胃腸道損傷,是亟待解決的臨床問題。
三七是化瘀止血的代表藥,兼具活血和止血之功效?!夺t(yī)學(xué)衷中參西錄》記載,“三七,善化瘀血,又善止血妄行”。PNS是三七的有效組分。一項采用PNS和阿司匹林進(jìn)行雙盲雙模擬的隨機對照臨床研究證實,PNS能有效降低血小板聚集率和血小板體外黏附;PNS對血小板CD62p、血小板膜糖蛋白 GPⅡb/Ⅲa的抑制作用均優(yōu)于阿司匹林[19]。一項采用PNS聯(lián)合雙抗(阿司匹林+氯吡格雷)進(jìn)行的隨機對照臨床研究證實,PNS與雙抗相比,能進(jìn)一步抑制ADP誘導(dǎo)的血小板聚集率,減少心血管事件和消化道出血事件[20]。但目前PNS對血小板和胃黏膜的作用機制認(rèn)識有限,制約了其臨床應(yīng)用。
AA代謝通路是存在于血小板、胃黏膜上皮的共同通路。AA在COX催化下生成TXA2、PGs;在脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)、細(xì)胞色素P450酶作用下產(chǎn)生羥基二十碳四烯酸(hydroxyeicosatetraenoic acids,HETEs)、白三烯(leukotriens,LTs)、表氧二十碳三烯酸。AA下游多種代謝產(chǎn)物與血小板功能密切相關(guān)。TXA2是強大的血小板激動劑,對血小板活化起正反饋調(diào)控作用。前列環(huán)素I2(PGI2)主要來源于血管內(nèi)皮細(xì)胞,是TXA2的拮抗劑,具有抗血小板聚集、調(diào)控血管的張力作用[21],TXB2是其穩(wěn)定代謝產(chǎn)物。PGD2由肥大細(xì)胞和活化血小板合成,在血漿中較PGI2更穩(wěn)定,具有抑制血小板聚集、舒張血管的作用[22]。表氧二十碳三烯酸能誘導(dǎo)血管舒張,抑制血小板聚集,促進(jìn)纖維蛋白溶解[23]。AA下游代謝產(chǎn)物PGs通過降低胃黏膜上皮細(xì)胞通透性、抑制胃酸和HCO3-分泌、增加胃黏膜血流、抑制炎性因子釋放的形式發(fā)揮胃黏膜保護(hù)作用,還能促進(jìn)潰瘍愈合,以前列環(huán)素E2及其衍生物的效應(yīng)最強[24]。
本研究通過結(jié)扎大鼠左冠狀動脈前降支建立心肌梗死模型。model組與sham組相比,血小板聚集率明顯升高(P<0.01),PNS聯(lián)合ASA與ASA單用相比,血小板最大聚集率降低(P<0.05),且左室心肌梗死面積降低(P<0.01),表明PNS聯(lián)合ASA能進(jìn)一步抑制血小板聚集、縮小心肌梗死范圍。與ASA組相比,PNS聯(lián)合ASA能進(jìn)一步降低血小板COX-1表達(dá)及活性(P<0.01)、血小板TXB2水平(P<0.01),提示PNS與ASA聯(lián)用后,可能通過COX-1抑制途徑,增強抗血小板聚集作用。
課題組前期內(nèi)皮細(xì)胞研究顯示,PNS對血小板黏附有明顯抑制作用[19],且優(yōu)于ASA[6]。EET能抑制血小板黏附分子表達(dá)、抑制血小板黏附于內(nèi)皮細(xì)胞[25]。本研究發(fā)現(xiàn),PNS抑制COX-1活性的作用優(yōu)于ASA(P<0.01),PNS組血清總EET含量高于ASA組(P<0.01),提示PNS對COX及CYP途徑代謝物的調(diào)控作用可能是其抑制血小板黏附和聚集的潛在機制之一。
本研究通過掃描電鏡觀察ASA誘導(dǎo)的胃黏膜上皮損傷以及PNS對胃黏膜上皮的保護(hù)作用。sham組大鼠胃黏膜上皮細(xì)胞排列整齊,絨毛致密。ASA組大鼠胃黏膜上皮細(xì)胞排列紊亂,大量細(xì)胞損傷、脫落,可見固有層結(jié)締組織暴露。ASA聯(lián)合PNS干預(yù)后,胃黏膜上皮細(xì)胞損傷有所緩解,見部分細(xì)胞絨毛缺損,未見細(xì)胞脫落及固有層結(jié)締組織暴露,且胃黏膜上皮細(xì)胞PGE2及其下游代謝產(chǎn)物13,14-dihydro-15-keto-PGE2較ASA組上升(P<0.01),提示PNS可能通過對胃黏膜上皮細(xì)胞PG代謝的調(diào)控,緩解ASA誘導(dǎo)的胃黏膜損傷。
本研究表明PNS能增強ASA抗血小板作用,減輕ASA造成的胃黏膜損傷,機制可能與調(diào)控血小板AA通路COX-1和CYP途徑代謝、調(diào)控胃黏膜PGE2代謝有關(guān),為PNS聯(lián)合ASA的臨床應(yīng)用提供了實驗依據(jù)。