馬春秀,李彩霞,宮佰會,岳棟芳,李永芳,寇毅英
(青海大學醫(yī)學院,青海 西寧 810001)
藏藥八味沉香散是治療心血管疾病常用的藏藥古方之一,在臨床預防缺血性心臟病(冠心病、心絞痛)中效果明顯,但其作用機制不明。本研究結(jié)合中藥血清藥理學方法制備八味沉香散血清,通過研究八味沉香散血清對大鼠心肌細胞缺氧/復氧模型中LDH、CK活性的影響,探討八味沉香散血清對心肌細胞缺氧/復氧損傷的保護作用機制。
1.1.1 動物與細胞
清潔級雄性SD大鼠[西安華仁生物科技有限公司,許可證號:SCXK(陜)2018-0001,10~12周齡,體重200~250g];大鼠H9c2心肌細胞[普諾賽生物科技有限公司]。
1.1.2 藥品與試劑
藏藥八味沉香散(西藏神猴藥業(yè)公司,批號:20200601),復方丹參片(廣州白云山和記黃埔公司,批號:J19A024)。DMEM高糖培養(yǎng)基(普諾賽公司,批號:WH0521P121),DMEM無糖培養(yǎng)基(普諾賽公司,批號:WH01122012XP01)。胎牛血清(普諾賽公司,批號:21020701),胰蛋白酶(普諾賽公司,批號:WH01122101SP01),磷酸鹽緩沖鹽溶液(普諾賽公司,批號:20201219),青霉素鏈霉素(索萊寶公司,批號:20201127),二甲基亞砜(索萊寶公司,批號:710N0310),四甲基偶氮唑藍(武漢伊萊瑞特公司,批號:MLQ45K8QFE)。CCK-8試劑盒(武漢伊萊瑞特公司,批號:8R1NBWTULX),LDH乳酸脫氫酶試劑盒(南京建成公司,批號:20210618),CK肌酸激酶試劑盒(上海泛柯公司,批號:202104)。
1.1.3 儀器
超凈工作臺(蘇州安泰公司),恒溫二氧化碳培養(yǎng)箱(上海力康公司),三氣培養(yǎng)箱(上海力康公司),熒光倒置顯微鏡(德國徠卡公司),全波長酶標儀(美國賽默飛公司),離心機(德國艾本德公司)。
1.2.1 空白血清和含藥血清的制備方法
將60只雄性SD大鼠隨機分為空白組,八味沉香散低、中、高劑量組及復方丹參片(陽性藥物)組,每組12只。八味沉香散組大鼠每天灌胃[劑量:低(0.5g/kg)、中(1g/kg)、高(2.5g/kg)劑量的八味沉香散],復方丹參片組每天灌胃(0.6g/kg),空白組每天灌胃(等容量的蒸餾水),連續(xù)10 d。八味沉香散組在末次給藥1.5 h(復方丹參片組在末次給藥4h)后麻醉(異氟烷吸入),經(jīng)腹主動脈采血,置無菌試管中離心(4000r/min,15min),取上清液以水浴法(56℃,30min)滅活,最后用濾膜(0.22μm)除菌,置-80 ℃冰箱。空白血清及含藥血清在使用前用DMEM培養(yǎng)基稀釋。
1.2.2 血清最佳添加量篩選方法
用MTT法篩選血清最佳添加量。收集對數(shù)生長期的大鼠H9c2細胞,按5×103/孔的密度接種于96孔板中,常規(guī)培養(yǎng)24 h后棄去原培養(yǎng)基,每孔(總體積200μL)加入新鮮培養(yǎng)基,按空白血清添加量分組(0%、10%、20%、30%、40%、50%組),每組設置6個復孔,用二氧化碳培養(yǎng)箱做常規(guī)培養(yǎng)48 h后,加入20 μL的MTT溶液,置二氧化碳培養(yǎng)箱孵育4 h,棄上清液,每孔加100 μL的DMSO孵育(避光,37℃,10min)后檢測OD值(490nm),確定最佳血清添加量。
1.2.3 心肌細胞缺氧/復氧模型的建立方法
將H9c2心肌細胞加入DMEM高糖培養(yǎng)基(10%胎牛血清+1%青鏈霉素混合液)后置于二氧化碳培養(yǎng)箱(5% CO2,37℃)中培養(yǎng),次日換液,待細胞匯合率達90%時加適量0.25%胰蛋白酶消化后,按1:3的比例進行傳代,取對數(shù)生長期細胞實驗。改進缺氧/復氧模型制備方法[1,2]:用DMEM高糖培養(yǎng)基常規(guī)培養(yǎng)H9c2細胞于二氧化碳培養(yǎng)箱中,待細胞密度至80%時,棄原培養(yǎng)液,加入不含血清的無糖培養(yǎng)基置三氣培養(yǎng)箱(37℃,5%CO2,2%O2,93%N2)中8 h后棄培養(yǎng)液,用PBS沖洗細胞2次,加入DMEM高糖培養(yǎng)基并置二氧化碳培養(yǎng)箱中復氧4 h。
1.2.4 實驗分組與處理方法
將H9c2細胞分為空白組,模型組,八味沉香散血清低、中、高劑量組及陽性對照組,常規(guī)培養(yǎng),待細胞密度達80%時進行換液。在空白組(高糖培養(yǎng)基+20%空白血清),模型組(無糖培養(yǎng)基+20%空白血清),八味沉香散血清低劑量組(無糖培養(yǎng)基+20%低劑量含藥血清)、中劑量組(無糖培養(yǎng)基+20%中劑量含藥血清)、高劑量組(無糖培養(yǎng)基+20%高劑量含藥血清),陽性對照組(無糖培養(yǎng)基+20%陽性藥含藥血清)中,除空白組外,其他各組處理依照“1.2.3”所示方法:置三氣培養(yǎng)箱(缺氧)8 h,空白組同時置二氧化碳培養(yǎng)箱常規(guī)培養(yǎng)8 h后棄培養(yǎng)液,用PBS沖洗細胞2次,進行換液[空白組(高糖培養(yǎng)基+20%空白血清)。將模型組(高糖培養(yǎng)基+20%空白血清)和八味沉香散血清低劑量組(高糖培養(yǎng)基+20%低劑量含藥血清)、中劑量組(高糖培養(yǎng)基+20%中劑量含藥血清)、高劑量組(高糖培養(yǎng)基+20%高劑量含藥血清)及陽性對照組(高糖培養(yǎng)基+20%陽性藥含藥血清)]細胞置二氧化碳培養(yǎng)箱中復氧4 h。
1.2.5 心肌細胞生長及形態(tài)變化觀察方法
取對數(shù)生長期細胞經(jīng)胰酶消化后計數(shù),接種于培養(yǎng)皿(6cm2)中并分組,待細胞密度至70%~80%時,按“1.2.4”所示方法進行操作,待缺氧/復氧結(jié)束后,在倒置顯微鏡下觀察細胞形態(tài)。
1.2.6 細胞存活率檢測方法
用CCK-8法檢測各組細胞存活率。取對數(shù)生長期細胞經(jīng)胰酶消化后計數(shù),調(diào)整細胞密度為1×105/孔,接種至96孔板中,每孔200 μL,置培養(yǎng)箱行常規(guī)培養(yǎng)24 h。分組并按體積比加入相對應的含藥血清進行缺氧/復氧干預,待干預結(jié)束后,向每孔中加入10 μL的CCK-8溶液(避免產(chǎn)生氣泡),將96孔板在培養(yǎng)箱內(nèi)孵育1.5 h后,用酶標儀檢測OD值(450nm)。
1.2.7 細胞上清液中LDH、CK的活性檢測方法
按“1.2.6”所示方法進行鋪板、培養(yǎng)、干預,干預結(jié)束后分別收集缺氧8 h和復氧4 h后的各組細胞上清液,按照試劑盒說明進行操作,分別測定缺氧8 h和復氧4 h時各組的LDH、CK值。
1.2.8 統(tǒng)計學方法
與0%組相比較,空白血清添加量組(10%~50%)細胞活性均明顯大于0%組(P<0.05);隨血清添加量增加(10%~30%),血清對細胞活性的促進作用逐漸增強,且30%組細胞活性最大(P<0.05);30%~50%時,促進作用逐漸減弱且活性均比20%組低;0%~50%時總體呈先上升后下降的趨勢,考慮大于30%的血清可能產(chǎn)生細胞毒性作用而導致細胞活性下降。具體數(shù)據(jù)詳見表1。因此,最佳血清添加量為20%。
表1 大鼠空白血清不同添加比例對H9c2心肌細胞活性的影響值
缺氧/復氧結(jié)束后,細胞形態(tài)如圖1所示,A:空白組細胞生長狀態(tài)良好,呈正常長梭形,細胞膜完整,細胞均勻貼壁生長;B:模型組細胞形態(tài)不完整,細胞形態(tài)由正常長梭形變?yōu)椴灰?guī)則圓形(有明顯皺縮),表面死細胞數(shù)增多;與模型組細胞相比,八味沉香散血清各組細胞形態(tài)趨于正常,且中劑量組、陽性組細胞形態(tài)較為完整。
A:空白組;B:模型組;C:低劑量組;D:中劑量組;E:高劑量組;F:陽性對照組
CCK-8實驗結(jié)果顯示,與空白組相比,模型組細胞存活率顯著降低(P<0.05);與模型組相比,八味沉香散血清低、中、高各組細胞存活率均有明顯升高(P<0.05),且八味沉香散血清各組中,中劑量組細胞存活率最高。具體數(shù)據(jù)詳見表2。
表2 八味沉香散血清對缺氧/復氧處理心肌細胞存活率的影響值
缺氧8 h時,與空白組相比,模型組上清液中的LDH、CK活性明顯升高(P<0.05);與模型組相比,八味沉香散血清中劑量組LDH顯著降低(P<0.05),八味沉香散血清低、中、高劑量組CK均明顯降低(P<0.05)。復氧4 h時,與空白組相比,模型組上清液中的LDH、CK活性明顯升高(P<0.05);與模型組相比,八味沉香散血清中、高劑量組LDH、CK顯著降低(P<0.05)。具體數(shù)據(jù)詳見表3。
表3 八味沉香散血清對心肌細胞缺氧/復氧后LDH、CK的影響值
截至目前,治療心肌缺血的一種重要策略是缺血再灌注,但再灌注治療會致心肌損傷,稱為“再灌注損傷”[3,4]。
血清藥理學是一種在復方藥效學研究領(lǐng)域新興的藥理實驗方法,是指將中藥及復方制劑經(jīng)灌胃給藥,經(jīng)過動物體內(nèi)吸收和機體的生物轉(zhuǎn)化后收集其血清的方法[5]。其獨特優(yōu)勢體現(xiàn)在經(jīng)動物給藥后因經(jīng)過了機體進一步代謝,更好地模擬了中藥(復方)最終入血的有效成分[6,7]。而含藥血清的添加量是血清藥理學體外實驗中不可忽視的問題之一。有學者報道,含藥血清在高濃度可抑制細胞的增殖[8],10%含藥血清濃度最宜在體外實驗時選取;另有學者研究發(fā)現(xiàn)含藥血清的添加量不宜超過20%[9];也有研究發(fā)現(xiàn)種屬關(guān)系相近或者同種屬的較高濃度血清具有促進細胞增殖的作用,種屬較遠的血清在低濃度時(10%~40%)才能促進細胞增殖[10]。還有學者認為,為避免高濃度血清的毒性作用及考慮實驗中被培養(yǎng)細胞對血清的耐受性,實際操作時,可根據(jù)預實驗選取最佳的血清添加量[11]。本實驗結(jié)果表明,選取體積分數(shù)為20%的血清較適宜,與上述研究結(jié)果相符。
對藏藥八味沉香散的前期研究發(fā)現(xiàn),其對異丙腎上腺素所致的大鼠心肌缺血損傷具有保護作用[12,13],對在體的大鼠心肌缺血/再灌注損傷也有很好的保護作用[14]。對八味沉香散單味藥有效成分的研究結(jié)果顯示,八味沉香散所含主要化學成分有黃酮類、酚酸類、脂肪酸類和萜類等,其中的大多數(shù)成分具有抗氧化和抗炎作用[15,16],與其具有治療缺血性心臟病的功效相符。
本研究以血清藥理學方法并采用離體心肌細胞模型(模擬心肌缺血損傷、復氧再灌注損傷),對LDH、CK進行研究。研究結(jié)果顯示,八味沉香散血清不僅對心肌缺血損傷具有保護作用,而且對再灌注損傷也具有一定的保護作用。同時,實驗結(jié)果顯示缺氧/復氧(12h)結(jié)束后,八味沉香散血清各組細胞形態(tài)趨于正常,細胞存活率均有升高,且八味沉香散中劑量含藥血清細胞存活率最高,進一步證實了八味沉香散血清具有抗缺氧/復氧損傷的作用。
綜上所述,藏藥八味沉香散血清對H9c2心肌細胞缺氧/復氧損傷具有一定的保護作用。