朱 波 楊 艷 蘇仁意 許細(xì)平 孫乾朕 闕新祥
(1.湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬襄陽(yáng)市第一人民醫(yī)院,湖北 襄陽(yáng) 441000;2.長(zhǎng)江大學(xué)仙桃臨床醫(yī)學(xué)院,湖北 仙桃 433000)
慢性心力衰竭(CHF)是各種心血管系統(tǒng)疾病發(fā)展的終末期表現(xiàn),其發(fā)生過(guò)程有各種因素參與,臨床表現(xiàn)復(fù)雜,預(yù)后較差,對(duì)人們生命健康造成了嚴(yán)重的威脅[1-2]。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,益氣活血方藥具有益氣活血、溫陽(yáng)利水的作用,而且能改善血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)和心肌能量代謝,增強(qiáng)心肌收縮力和改善心功能[3-4]。心肌線粒體肌酸激酶(mi-CK)是磷酸肌酸激酶(CK)同工酶家族成員,與三磷酸腺苷(ATP)再生有關(guān)。三磷酸肌醇受體(IP3R)能與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)重要的伴侶蛋白Sigma-1受體(Sigma-1R)相互作用從而調(diào)控心血管系統(tǒng)功能。為此,本研究建立心肌梗死后心力衰竭大鼠模型,探討該方抗心力衰竭的機(jī)制,為臨床治療提供依據(jù)。現(xiàn)報(bào)告如下。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 成年健康Wistar大鼠90只,雄性,12周齡,體質(zhì)量(210±20)g,購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(京)2016-0001,1周適應(yīng)性喂養(yǎng),自由飲水。
1.2 實(shí)驗(yàn)藥物 益氣活血復(fù)方提取浸膏干粉(黃芪、丹參、人參、益母草、三七粉、茯苓、葶藶子,此組方每克干粉相當(dāng)于生藥2.86 g),襄陽(yáng)市第一人民醫(yī)院提供。賴諾普利片由國(guó)藥集團(tuán)汕頭金石制藥有限公司生產(chǎn),每片5 mg;國(guó)藥準(zhǔn)字:H20065767。
1.3 試劑及儀器 mi-CK免疫組化試劑盒(武漢博士德生物工程有限公司);羊抗兔IgG、mi-CK抗體(北京中杉生物技術(shù)有限公司);基因擴(kuò)增儀Gene Amp PCR system 9700(美國(guó)應(yīng)用生物系統(tǒng)公司);SONOS5500彩色多普勒超聲機(jī)(美國(guó)安捷倫科技有限公司);BS-51顯微鏡(日本Olympus公司)。引物均由上海生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成。
1.4 模型制備 采用10%水合氯醛腹腔麻醉(0.5~0.8 mL/100 g),大鼠背位固定,經(jīng)喉氣管插管術(shù),連接呼吸機(jī),以50~55次/min,潮氣量0.7~0.8 mL進(jìn)行人工呼吸。在左胸第3~4肋間橫向切開(kāi)皮膚,長(zhǎng)度大概1.5 cm,鈍性分離肌層,接著沿3~4肋間隙打開(kāi)胸腔,暴露心臟,撕開(kāi)心包,輕提左心耳,在動(dòng)脈左主干起源點(diǎn)2~4 mm處用6號(hào)縫線結(jié)扎(正常組只穿線,不結(jié)扎),隨后立即重置心臟于胸腔,逐層縫合。術(shù)后連續(xù)7 d注射青霉素鈉,預(yù)防感染,常規(guī)飼養(yǎng)。術(shù)后第5周行EF檢測(cè),心電圖顯示左室射血分?jǐn)?shù)EF值≤40%則表示心衰造模成功。
1.5 分組與給藥 剔除死亡以及不符合心衰標(biāo)準(zhǔn)的大鼠。造模成功的大鼠隨機(jī)分為模型組、西藥組、中藥組,未左冠脈結(jié)扎手術(shù)只穿線的假手術(shù)大鼠納入正常組。每組各15只大鼠。術(shù)后第5周正常組及模型組灌服等容積蒸餾水,每日1次。根據(jù)換算公式,給藥劑量(g/kg)=人的劑量(g)×0.018/所求動(dòng)物體質(zhì)量(kg)。中藥組予以4.6 g生藥量(kg·d)的益氣活血方藥物;西藥組予以1.5 mg生藥(kg·d)的賴諾普利片,各組連續(xù)給藥4周。
1.6 標(biāo)本采集與檢測(cè) 1)血流動(dòng)力學(xué)檢測(cè)。將連續(xù)給藥(蒸餾水)結(jié)束后的大鼠,以10%水合氯醛0.5~0.8 mL/100 g腹腔麻醉,背位固定于鼠板,應(yīng)用心臟Doppler檢測(cè)左室壓力變化最大速率(±dp/dtmax)。2)心肌組織IP3R mRNA、mi-CK mRNA的檢測(cè)。處死大鼠,取心臟心肌組織,分成2份,裝入凍存管,并于液氮中冷凍后,-80℃冰箱保存,待測(cè)。采用實(shí)時(shí)定量熒光PCR法檢測(cè)IP3R mRNA、mi-CK mRNA表達(dá):取出標(biāo)本后,用Trizol法提取總RNA,計(jì)算總RNA的濃度和純度。取2 μg總RNA,按照說(shuō)明書(shū)配制20 μL反應(yīng)體系,進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄。PCR擴(kuò)增IP3R、mi-CK,并擴(kuò)增β-actin。以cDNA為模板,擴(kuò)增出208 bp的DNA序列。IP3R的序列如下。上游引物:5′CATTTGCCGACTCTGCTACA3′。下游引物:5′TGTGCTTTTCCAGGAGCT TT3′。mi-CK的序列:上游引物:5′AGATGCCAGTAA AATCCGTTCTG3′。下游引物:5′TTCGGCCAGTTCTGACTCTAGAG3′。內(nèi)參對(duì)照物β-actin的序列:上游引物:5′AGATCCTGACCGAGCGTGGC3′。下游引物:5′CCAGGGAGGAAGAGGATGCG3′。擴(kuò)增條件為:95 ℃10 min預(yù)變性,95℃變性30 s,55℃退火30 s,72℃延伸20 s,40個(gè)循環(huán)。灌制瓊脂糖凝膠,取10 μL PCR產(chǎn)物進(jìn)行電泳鑒定。紫外分光光度計(jì)檢測(cè),應(yīng)用凝膠掃描成像系統(tǒng)分析PCR產(chǎn)物條帶。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以(±s)表示,兩兩比較用LSD法。P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組左室壓力變化最大速率比較 見(jiàn)表1。本次研究結(jié)果中,與正常組比較,各治療組±dp/dtmax明顯升高,模型組明顯下降(P<0.05);與各治療組比較,模型組±dp/dtmax明顯下降(P<0.05);與西藥組比較,中藥組±dp/dtmax明顯升高(P<0.05)。
圖1 IP3R、mi-CK、β-actin擴(kuò)增片段電泳圖
2.2 各組IP3R mRNA、mi-CK mRNA水平比較 見(jiàn)表2。如表2所示,與正常組比較,中藥組和模型組IP3RmRNA表達(dá)明顯增加,模型組mi-CK mRNA表達(dá)明顯降低(P<0.05),正常組與西藥組在IP3R mRNA、mi-CK mRNA表達(dá)上比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與各治療組比較,模型組IP3R mRNA表達(dá)明顯增加,mi-CK mRNA表達(dá)下降(P<0.05);與西藥組比較,中藥組IP3R mRNA表達(dá)明顯增加(P<0.05);西藥組mi-CK mRNA表達(dá)高于中藥組,但比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
表1 各組左室壓力變化最大速率比較(mmHg/s,±s)
表1 各組左室壓力變化最大速率比較(mmHg/s,±s)
與正常組比較,?P<0.05;與各治療組比較,△P<0.05;與西藥組比較,#P<0.05。下同
-dp/dtmax 4908.63±100.71*#4716.41±109.24*5024.11±108.723101.54±116.18△組別中藥組西藥組正常組模型組n 15151515+dp/dtmax 5643.19±195.13*#5212.67±171.07*4816.63±160.323256.22±180.54*△
表2 各組IP3R mRNA、mi-CK mRNA水平比較(2-△△Ct,±s)
表2 各組IP3R mRNA、mi-CK mRNA水平比較(2-△△Ct,±s)
組別n IP3R mRNA mi-CK mRNA 15151515中藥組西藥組正常組模型組1.15±0.13*#1.03±0.071.02±0.141.52±0.47*△1.69±0.991.71±0.781.90±0.981.29±0.69*△
本次實(shí)驗(yàn)采用冠脈結(jié)扎法制備心衰大鼠模型,模擬臨床上較為常見(jiàn)的缺血性心衰,是目前成熟且公認(rèn)的心衰模型,與心肌梗死所致的心力衰竭的病理生理變化相似。并且針對(duì)氣虛血瘀這一病機(jī),選用中藥益氣活血復(fù)方灌胃,方中黃芪可補(bǔ)氣固表,托毒排膿;丹參具有活血祛瘀,通經(jīng)止痛的作用;人參有補(bǔ)脾益肺、生津之功效;益母草可活血調(diào)經(jīng)、清熱解毒;三七粉止血、散瘀;茯苓健脾、寧心;葶藶子具有利水消腫、泄熱逐邪的作用,諸藥共奏益氣活血、通絡(luò)化瘀之效[5-6]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),益氣活血方藥能夠抑制或逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu),緩解心力衰竭。本研究結(jié)果顯示,模型組±dp/dtmax明顯低于正常組,說(shuō)明模型組大鼠心功能下降,符合心衰癥狀。經(jīng)治療,各藥物組±dp/dtmax明顯高于模型組,提示應(yīng)用藥物后,西藥及益氣活血中藥都能夠延緩心功能轉(zhuǎn)向失代償期的進(jìn)程,減輕心功能惡化。與西藥組比較,中藥組±dp/dtmax明顯升高,提示益氣活血方具有增強(qiáng)心肌收縮力的作用。
心臟主要由大量的ATP維持收縮功能以及磷酸肌酸(PCr)儲(chǔ)備能量[7-8]。然而ATP本身含量相對(duì)少,CK作為肌酸激酶能量穿梭系統(tǒng)的關(guān)鍵酶,其穿梭系統(tǒng)調(diào)控ATP與PCr間的能量轉(zhuǎn)換[9-10]。當(dāng)發(fā)生CHF,會(huì)損傷肌酸激酶穿梭系統(tǒng)功能,mi-CK與CK受抑,影響ATP轉(zhuǎn)運(yùn)穿梭效率,進(jìn)而使得心肌收縮功能障礙。本研究結(jié)果顯示,模型組心衰大鼠心肌mi-CK mRNA明顯低于正常組。經(jīng)治療,各用藥組大鼠mi-CK mRNA及蛋白有所上升,且明顯高于模型組,但西藥組與中藥組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說(shuō)明中西醫(yī)治療均可以上調(diào)mi-CK mRNA水平,改善ATP轉(zhuǎn)運(yùn)穿梭效率,增加細(xì)胞內(nèi)能量流,增強(qiáng)心肌收縮力,減緩心衰惡化的進(jìn)程。
相關(guān)文獻(xiàn)認(rèn)為,IP3R與Sigma-1R相互作用會(huì)對(duì)Ca2+-ATP酶活性造成間接影響[11-13]。在Sigma-1R抑制劑的作用下,會(huì)削弱Sigma-1R與IP3R形成復(fù)合體,抑制Ca2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向線粒體轉(zhuǎn)運(yùn),而且誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)Ca2+釋放至胞質(zhì),以至于減少線粒體ATP,造成心功能惡化[14-15]。本研究結(jié)果顯示,與正常組比較,中藥組和模型組IP3R mRNA表達(dá)明顯增加;與各治療組比較,模型組mi-CK mRNA表達(dá)下降,比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;與西藥組比較,中藥組IP3R mRNA表達(dá)明顯增加,比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果說(shuō)明益氣活血方可能通過(guò)抑制IP3R mRNA,進(jìn)一步調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體間Ca2+信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)改善亞細(xì)胞器損傷,改善心肌能量代謝??紤]到亞細(xì)胞器間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,關(guān)于IP3R在保護(hù)心肌細(xì)胞上的作用仍需進(jìn)一步探討其分子機(jī)制,為治療CHF提供科學(xué)依據(jù)。
綜上所述,益氣活血復(fù)方可降低心衰大鼠心肌IP3R mRNA表達(dá),增加mi-CK mRNA表達(dá),改善亞細(xì)胞器損傷和ATP轉(zhuǎn)運(yùn)穿梭效率,改善心肌的舒縮功能,減緩心衰惡化的進(jìn)程。