楊春媚,戴小斌,鄭維維,錢(qián)程,劉洋,楊葛俊,鄭孟凱,陸茵,王愛(ài)云
(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,江蘇 南京 210023;2.江蘇省中藥藥效與安全性評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210023;3.浙江施強(qiáng)制藥有限公司,浙江 杭州 311508)
勃起功能障礙(Erectile dysfunction,ED)指陰莖不能持續(xù)達(dá)到或維持足以進(jìn)行性行為的勃起狀態(tài),是男性泌尿科常見(jiàn)的疾病之一,涉及血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌、心肌、神經(jīng)和激素系統(tǒng)的綜合同步作用[1-2]。目前,臨床用于治療ED的常用藥物包括PDE5抑制劑和中成藥等。PDE5抑制劑通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制磷酸二酯酶,抑制cGMP水解,松弛平滑肌,使血液流入陰莖組織,刺激機(jī)體產(chǎn)生勃起[3]。但長(zhǎng)期使用PDE5抑制劑會(huì)引起一系列的不良反應(yīng),尤其會(huì)對(duì)心血管造成嚴(yán)重?fù)p傷[4]。
ED屬于中醫(yī)學(xué)精濁和陽(yáng)痿范疇,其主要病理特點(diǎn)是肝郁,并且具有一定普遍性。發(fā)病的主要病理趨勢(shì)是腎虛,發(fā)病的最終病理趨勢(shì)是血瘀[5]。因此,中醫(yī)對(duì)ED的論治以肝、腎為中心,以疏肝、益腎、活血為基本治法。男科臨床上常用的活血化瘀藥有紅花、丹參、三七、川芎等,皆入肝經(jīng),以疏通宗筋之血脈。
山海丹顆粒作為活血化瘀類(lèi)中成藥,全方由丹參、決明子、葛根、山羊血、麥冬、靈芝、人參、佛手、黃芪、紅花、香附、蒲黃、海藻、何首烏、川芎、三七16味藥材組成,具有活血化瘀、通脈止痛、降低血脂的功效。臨床研究顯示,山海丹顆粒可以改善ED患者的內(nèi)皮功能,和復(fù)方玄駒膠囊聯(lián)用能治療高血脂癥患者的勃起功能障礙[6]。前期課題組采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)對(duì)山海丹顆?;钚猿煞趾图膊“悬c(diǎn)進(jìn)行整合篩選,初步發(fā)現(xiàn)山海丹顆??赡芡ㄟ^(guò)凋亡途徑和靶向NOS等關(guān)鍵蛋白來(lái)發(fā)揮治療ED的作用[7]。據(jù)此,在本研究中,我們進(jìn)一步探索了山海丹顆粒對(duì)ED的改善作用和相關(guān)機(jī)制,以期為山海丹顆粒的臨床應(yīng)用和ED疾病治療提供一定的理論依據(jù)。
SPF級(jí)健康Wistar大鼠,體質(zhì)量250~300 g,140只,雌雄各半,購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(京)2016-0006,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào):SYXK(蘇)2014-0001。涉及的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)遵循南京中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)規(guī)定章程,動(dòng)物倫理批號(hào):202101A038。
山海丹顆粒(浙江施強(qiáng)制藥有限公司,批號(hào):20190402);西地那非(廣州白云山醫(yī)藥集團(tuán)股份有限公司,國(guó)藥準(zhǔn)字:H20143255,批號(hào):1190004);疏肝益陽(yáng)膠囊(貴州益佰制藥股份有限公司,國(guó)藥準(zhǔn)字:Z20110030,批號(hào):180818);鹽酸阿樸嗎啡(APO)(中國(guó)食品藥品檢定研究院,批號(hào):100839-201502)。一步法TUNEL細(xì)胞凋亡原位檢測(cè)試劑盒(金益柏,批號(hào):DWSJH);抗熒光淬滅封片液(Beyotime,批號(hào):P0126)。RIPA裂解液(南京化學(xué)試劑有限公司,批號(hào):080960574);BCA試劑盒(Thermo Scientific,批號(hào):MJ164047);ECL試劑盒(Millipore,批號(hào):17104B4);nNOS抗體(博奧森,批號(hào):AH06118332);iNOS抗體(博奧森,批號(hào):AI10161987);eNOS抗體(博奧森,批號(hào):AI11186519);p38抗體(Cell Signaling Technology,批號(hào):8690S);p-p38抗體(Cell Signaling Technology,批號(hào):4511S);GAPDH(BIOWORLD公司,批號(hào):AA55151)。PCR引物序列(上海生工生物合成有限公司)。
小動(dòng)物麻醉機(jī)(深圳市瑞沃德生命科技有限公司,型號(hào):R540);石蠟包埋儀(LEICA公司,型號(hào):EG1150c);石蠟切片機(jī)(LEICA公司,型號(hào):RM2245);蔡司倒置顯微鏡(ZEISS公司,型號(hào):Discovery V20);多孔離心機(jī)(Beckman公司,型號(hào):Allegra X30-R);電泳儀(BIO-RAD公司,型號(hào):Mini Protean 3 Cell);凝膠成像系統(tǒng)(BIO-RAD公司,型號(hào):ChemiDocTMXRS+);酶標(biāo)儀(BioTek公司,型號(hào):270133);梯度PCR儀(Thermo Fisher Scientific公司,型號(hào):Applied Biosystems Life Veriti96);熒光定量PCR儀(BIO-RAD公司,型號(hào):iQ5)。
將3月齡雄性大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d后,經(jīng)交配實(shí)驗(yàn)確認(rèn)有正常的勃起和性功能,再隨機(jī)分為正常組、模型組、西地那非組、疏肝益陽(yáng)膠囊組、山海丹顆粒低劑量組、山海丹顆粒中劑量組、山海丹顆粒高劑量組,每組10只。除正常組外,其余組均選用雙側(cè)髂內(nèi)動(dòng)脈結(jié)扎法建立血管性勃起障礙模型,即使用異氟烷呼吸機(jī)將大鼠麻醉,從腹部切開(kāi)皮膚,暴露股動(dòng)脈,沿股動(dòng)脈小心分離至髂內(nèi)動(dòng)脈,使用8-0結(jié)線扎雙側(cè)髂內(nèi)動(dòng)脈。正常組只暴露血管不結(jié)扎。術(shù)后觀察2周,選取無(wú)感染并發(fā)癥大鼠。之后對(duì)大鼠進(jìn)行APO檢測(cè)實(shí)驗(yàn),將APO按100 μg/kg注射于大鼠頸項(xiàng)皮膚松軟處,記錄30 min內(nèi)勃起次數(shù),以陰莖頭充血、陰莖體增長(zhǎng)、末端陰莖體出現(xiàn)算勃起1次,勃起次數(shù)不多于1次算作造模成功。
山海丹顆粒和西地那非臨用前用雙蒸水溶解;疏肝益陽(yáng)膠囊稱(chēng)取適量細(xì)粉用雙蒸水配置成一定濃度的混懸液。所有藥物現(xiàn)配現(xiàn)用。灌胃給藥持續(xù)8周,灌胃體積為每100 g給藥1.2 mL。按照臨床劑量換算,分別給大鼠西地那非0.010 5 g/(kg·d),疏肝益陽(yáng)膠囊0.315 g/(kg·d)。山海丹顆粒低劑量組3.15 g/(kg·d),山海丹顆粒中劑量組6.30 g/(kg·d),山海丹顆粒高劑量組12.60 g/(kg·d),其中以臨床給藥換算劑量作為低劑量。正常組和模型組均給予等體積雙蒸水。
觀察時(shí)選擇安靜、燈光昏暗的房間,從夜間7點(diǎn)開(kāi)始,每只雄鼠放入觀察籠后,適應(yīng)環(huán)境10 min,隨后放入1只雌鼠與之同籠,并開(kāi)始計(jì)時(shí)20 min,記錄20 min內(nèi)的撲捉潛伏期和射精潛伏期。撲捉潛伏期指自雌鼠投入至雄鼠第一次撲捉雌鼠的時(shí)間;射精潛伏期指自雌鼠投入至雄鼠第一次射精時(shí)間。
每周記錄各組大鼠的體質(zhì)量。末次給藥結(jié)束后,注射過(guò)量空氣處死大鼠,取各組大鼠的肝、腎、前列腺、陰莖和睪丸,稱(chēng)質(zhì)量。臟器指數(shù)=臟器質(zhì)量/體質(zhì)量×100%。
8周給藥結(jié)束后,收集大鼠睪丸,PBS沖洗后放入4%多聚甲醛固定過(guò)夜,經(jīng)包埋和切片等處理后,制得5 μm石蠟切片。按常規(guī)方法進(jìn)行脫蠟,60 ℃烘片60 min,1×PBS漂洗3次,每次5 min。每個(gè)組織切片上滴加100 μL Proteinase K工作液(PBS稀釋),37 ℃反應(yīng)30 min,1×PBS漂洗3次。在1張樣本片上滴加100 μL DNaseⅠ反應(yīng)液,37 ℃處理30 min,1×PBS漂洗。樣本周?chē)梦埼桑總€(gè)樣本上滴加50 μL TdT酶反應(yīng)液,放入溫盒中,37 ℃避光反應(yīng)60 min,PBS漂洗3次。每個(gè)樣本上滴加50 μL Streptavidin-TRITC標(biāo)記液(5 μL Streptavidin-TRITC+45 μL Labeling buffer),放入濕盒,37 ℃避光反應(yīng)30 min,PBS避光漂洗3次。DAPI染色液復(fù)染細(xì)胞核,室溫避光反應(yīng)10 min。洗去DAPI染色液后,加適量抗淬滅封片液。熒光顯微鏡檢測(cè)(激發(fā)波長(zhǎng)543 nm,發(fā)射波長(zhǎng)571 nm)。
基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析,前期找出中藥復(fù)方山海丹顆粒的主要活性成分及治療ED的潛在作用靶點(diǎn)為nNOS、iNOS、eNOS、p38蛋白等。取冷凍陰莖組織約0.1 g,加入800 μL蛋白裂解液(RIPA裂解液+1%PMSF)提取蛋白,經(jīng)過(guò)BCA試劑盒測(cè)定濃度后,用1×Loading buffer稀釋樣品,100 ℃加熱10 min進(jìn)行蛋白變性,室溫冷卻后-20 ℃保存。經(jīng)SDS-PAGE電泳和濕轉(zhuǎn)法將蛋白轉(zhuǎn)至PVDF膜上,用封閉液(5%脫脂奶粉/TBST)室溫封閉2 h,加一抗4 ℃孵育過(guò)夜。TBST洗脫5 min×4次后,加二抗室溫孵育1.5 h,再洗脫4次,經(jīng)ECL試劑盒顯影,用凝膠成像系統(tǒng)拍照。以GAPDH為內(nèi)參,用Image J軟件定量分析nNOS、iNOS、eNOS、p38和p-p38蛋白條帶。
取冷凍大鼠的陰莖組織,勻漿后,加入TRIzol Regent裂解液,輕輕吹打均勻,于冰上靜置5 min。將裂解的反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至新EP管中,加入200 μL氯仿,常溫靜置孵育5 min。離心后轉(zhuǎn)移上層溶液,每孔加入等量異丙醇,混勻后常溫孵育10 min,離心棄上清。加入由DEPC水配置的75%乙醇,離心棄上清,通風(fēng)處?kù)o置揮干。加入50 μL DEPC水,置于55 ℃烘箱中孵育10 min,輕輕吹打均勻,用BioTek酶標(biāo)儀在260 nm/280 nm處進(jìn)行純度檢測(cè)。將樣品稀釋至500 ng/μL,取1 μL mRNA至微量EP管中,加入11 μL RNase free ddH2O和4 μL 4×gDNA wiper mix,混勻后42 ℃水浴2 min。每管加入4 μL 5×Hiscript qRT Super mix,充分混勻后經(jīng)梯度PCR儀合成cDNA。在96孔板中依次加入10 μL Super mix,2 μL cDNA,0.4 μL Forward primer,0.4 μL Reverse primer,7.2 μL的RNase free ddH2O,輕輕吹打混勻,用熒光定量PCR儀進(jìn)行擴(kuò)增得到各cDNA的Ct,通過(guò)2-ΔΔCt計(jì)算mRNA相對(duì)變化。引物序列如下:β-actin上游5'-ATCGTGGGGCCGCCCCTAGGC-3',下游5'-TGGCCTTAGGGTTCAGAGG-3';nNOS上游5'-TCAAAGCCATCCAGCGCATA-3',下游5'-GCGGTTGGTCACTTCATACGTTC-3';iNOS上游5'-CTCACTGTGGCTGTGGTCACCTA-3',下游5'-GGGTCTTCGGGCTTCAGGTTA-3';p38上游5'-CCGTTTCAGTCCTTGTTGGG-3',下游5'-TCATTTCGTCATCAGTGTGC-3'。
APO實(shí)驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),與正常組相比,造模動(dòng)物30 min內(nèi)勃起次數(shù)顯著減少(P<0.01),勃起次數(shù)均不多于1次,提示造模成功(表1)。
表1 APO實(shí)驗(yàn)檢測(cè)大鼠勃起次數(shù)
3.1.1 大鼠體質(zhì)量和臟器指數(shù)的變化情況 與正常組相比,模型組大鼠體質(zhì)量沒(méi)有明顯變化,但前列腺臟器指數(shù)有顯著改變(P<0.01);與模型組比,西地那非組,疏肝益陽(yáng)膠囊組,山海丹顆粒低、中、高劑量組體質(zhì)量均有降低趨勢(shì),但各組大鼠體質(zhì)量和臟器指數(shù)均無(wú)顯著性差異;和疏肝益陽(yáng)組相比,山海丹各劑量給藥組對(duì)大鼠體質(zhì)量和臟器指數(shù)均無(wú)顯著差異(圖1~2)。
圖1 山海丹顆粒對(duì)ED大鼠體質(zhì)量的影響
注:與正常組比較,。
3.1.2 山海丹顆粒對(duì)ED模型大鼠撲捉潛伏期的影響 同模型組相比,在給藥1~8周間,西地那非組大鼠的撲捉潛伏期時(shí)間顯著縮短(P<0.01);從給藥第2周起,疏肝益陽(yáng)膠囊組大鼠的撲捉潛伏期時(shí)間顯著縮短(P<0.05~0.01);同時(shí),從給藥第3周起,山海丹顆粒高劑量組大鼠撲捉潛伏期顯著縮短(P<0.05~0.01);而山海丹顆粒低、中劑量組大鼠撲捉潛伏期在給藥4~8周間,才出現(xiàn)顯著縮短的情況(P<0.05~0.01)。提示山海丹顆粒的藥效與劑量呈正相關(guān)。與疏肝益陽(yáng)膠囊相比,山海丹顆粒中、高劑量對(duì)ED模型大鼠撲捉潛伏期的影響相當(dāng);而低劑量組效果顯著不如疏肝益陽(yáng)組(P<0.05~0.01)(表2)。
表2 山海丹顆粒對(duì)ED大鼠撲捉潛伏期的影響
3.1.3 山海丹顆粒對(duì)ED模型大鼠射精潛伏期的影響 同模型組相比,給藥1~8周間,西地那非組大鼠的射精潛伏期顯著縮短(P<0.05~0.01);從給藥第5周起,疏肝益陽(yáng)膠囊組大鼠的射精潛伏期顯著縮短(P<0.05~0.01);在給藥3~8周間,山海丹顆粒高劑量組大鼠的射精潛伏期顯著縮短(P<0.05~0.01);在給藥第6~8周時(shí),山海丹顆粒中劑量組大鼠的射精潛伏期顯著縮短(P<0.05~0.01);給藥第7周起,山海丹顆粒低劑量組大鼠的射精潛伏期顯著縮短(P<0.05)。提示山海丹顆粒的藥效與劑量呈正相關(guān)。與疏肝益陽(yáng)膠囊相比,山海丹顆粒各給藥劑量組對(duì)ED模型大鼠射精潛伏期的影響無(wú)顯著差異,說(shuō)明山海丹顆粒縮短射精潛伏期的效果與疏肝益陽(yáng)膠囊相當(dāng)(表3)。
表3 山海丹顆粒對(duì)ED大鼠射精潛伏期的影響
TUNEL染色的正常細(xì)胞胞核為藍(lán)色,陽(yáng)性凋亡細(xì)胞胞核呈紅色。熒光圖顯示(圖3),在各組大鼠睪丸組織切片中均可觀察到紅色的凋亡細(xì)胞,背景清晰。與正常組比較,模型組TUNEL陽(yáng)性的凋亡細(xì)胞比例顯著上升(P<0.01);和模型組相比,各給藥組TUNEL陽(yáng)性細(xì)胞占比顯著增多(P<0.05~0.01);山海丹顆粒治療組呈濃度依賴(lài)性地降低凋亡生精細(xì)胞數(shù),且和疏肝益陽(yáng)組相比,山海丹顆粒治療組無(wú)顯著差異,表明山海丹顆粒抑制生精細(xì)胞凋亡的作用效果與疏肝益陽(yáng)膠囊相當(dāng)。
注:A.正常組;B.模型組;C.西地那非組;D.疏肝益陽(yáng)膠囊組;E.山海丹顆粒低劑量組;F.山海丹顆粒中劑量組;G.山海丹顆粒高劑量組;與正常組比較,。
Western blot結(jié)果表明(圖4),與正常組相比,模型組大鼠陰莖組織nNOS、iNOS和eNOS蛋白表達(dá)顯著減少(P<0.05~0.01),p-p38蛋白表達(dá)顯著增多(P<0.05)。與模型組相比,山海丹顆粒低劑量組可以顯著增加nNOS蛋白表達(dá)(P<0.01);山海丹顆粒中劑量組可以顯著增加nNOS和eNOS蛋白表達(dá)(P<0.05~0.01);山海丹顆粒高劑量組可以顯著增加nNOS、iNOS和eNOS蛋白表達(dá)(P<0.05~0.01)。另外,山海丹顆粒自低劑量起就能明顯降低p-p38/p38比例(P<0.05)。提示山海丹顆??赡芡ㄟ^(guò)調(diào)控iNOS、eNOS和nNOS蛋白表達(dá)及p38蛋白磷酸化,發(fā)揮治療ED的作用。
注:A.正常組;B.模型組;C.山海丹顆粒低劑量組;D.山海丹顆粒中劑量組;E.山海丹顆粒高劑量組;與正常組比較,。
結(jié)果見(jiàn)圖5。與正常組相比,模型組大鼠陰莖組織nNOS、iNOS和eNOS mRNA表達(dá)顯著減少(P<0.01),p38 mRNA表達(dá)顯著增多(P<0.01)。與模型組相比,山海丹顆粒低、中劑量組可以顯著下調(diào)p38 mRNA表達(dá)水平(P<0.01);山海丹顆粒高劑量組可以顯著上調(diào)nNOS、eNOS和iNOS的mRNA水平(P<0.05~0.01),顯著降低p38 mRNA表達(dá)水平(P<0.01)。山海丹顆粒可能通過(guò)影響nNOS、eNOS、iNOS和p38的mRNA水平,從而發(fā)揮對(duì)ED的治療作用。
注:與正常組比較,。
ED是一種常見(jiàn)的男科疾病,PDE5抑制劑是ED的一線治療藥物,但其有效率僅為60%~70%,且常見(jiàn)心血管損傷等不良反應(yīng)[8]。因此,尋找各種替代療法或補(bǔ)充療法來(lái)提高治療ED藥物的療效成為當(dāng)務(wù)之急。腎和肝是與ED相關(guān)的2個(gè)主要器官。腎藏精,肝藏血,腎和肝負(fù)責(zé)機(jī)體的生長(zhǎng)、發(fā)展和繁殖[9]。山海丹顆粒能入心散血中之滯,入肝理血之壅,具有疏肝理氣,益氣養(yǎng)血,滋陰復(fù)脈的功效。在本研究中,我們采用經(jīng)典的雙側(cè)髂內(nèi)動(dòng)脈結(jié)扎的方法,建立血管性ED大鼠模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,山海丹顆粒能濃度依賴(lài)性地縮短撲捉潛伏期和射精潛伏期,且只改變大鼠前列腺臟器指數(shù)(P<0.01),對(duì)大鼠的體質(zhì)量和其他臟器無(wú)影響。提示山海丹顆粒可能是一種治療ED比較有效安全的中成藥。
ED的發(fā)生發(fā)展常伴隨著睪丸組織內(nèi)的細(xì)胞凋亡。睪丸組織結(jié)構(gòu)發(fā)生病變導(dǎo)致生精細(xì)胞大量凋亡,精子嚴(yán)重減少。本研究對(duì)ED大鼠睪丸進(jìn)行TUNEL染色,發(fā)現(xiàn)山海丹顆粒中、高劑量組能夠顯著降低睪丸組織中生精細(xì)胞的凋亡數(shù)(P<0.05~0.01),但是其影響組織內(nèi)細(xì)胞凋亡的具體機(jī)制還需要進(jìn)一步探索。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,NO在勃起功能中起關(guān)鍵作用,可用于ED的治療[10]。NO由iNOS、eNOS、nNOS三種不同類(lèi)型的酶產(chǎn)生。NOS催化人體內(nèi)L-精氨酸產(chǎn)生NO,NO擴(kuò)散至陰莖海綿體平滑肌細(xì)胞內(nèi),催化生成cAMP和cGMP,磷酸化某些蛋白質(zhì)和離子通道,導(dǎo)致陰莖海綿體內(nèi)小動(dòng)脈及血管平滑肌細(xì)胞舒張,海綿體血流量增多,從而引起陰莖勃起[11-12]。此外,p38絲裂原活化蛋白激酶可增強(qiáng)精氨酸酶活性,引起內(nèi)皮細(xì)胞功能異常,激活p38/MAPK通路可提高精氨酸酶在內(nèi)皮細(xì)胞中的表達(dá)[13],與ED的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。在本研究中,我們對(duì)大鼠陰莖組織的關(guān)鍵蛋白NOS和p38及其mRNA水平進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)山海丹顆粒能夠上調(diào)iNOS、eNOS、nNOS和p38的表達(dá),同時(shí)抑制p38蛋白磷酸化,這與課題組先前的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)結(jié)果相一致,證實(shí)山海丹顆粒能通過(guò)調(diào)控iNOS、eNOS、nNOS和p38,發(fā)揮治療ED的作用。
綜上所述,山海丹顆??捎行Ц纳艵D模型大鼠的疾病狀態(tài),對(duì)ED的治療作用機(jī)制可能部分是通過(guò)調(diào)控iNOS、eNOS、nNOS和p38來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這為山海丹顆粒應(yīng)用于臨床治療ED提供了科學(xué)可靠的依據(jù)。