王恒 吉楊丹 唐慧敏 覃建鋒 梁子聰 胡先運,2 孟鐵宏
(1黔南民族醫(yī)學高等專科學校,貴州 都勻 558003;2貴州醫(yī)科大學天然產(chǎn)物化學重點實驗室)
交感神經(jīng)系統(tǒng)的激活在心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展方面具有重要的作用,甚至認為交感神經(jīng)系統(tǒng)的激活是心室肥厚的中心環(huán)節(jié)。去甲腎上腺素(NE)是其主要的交感神經(jīng)遞質(zhì)。研究報道在體內(nèi)外實驗中,NE可以模擬出心室肥厚的許多特征,如心肌細胞肥大、凋亡及損傷壞死〔1〕等。
Notch信號由受體Notch 1~4、配體Jagged1/2及靶分子Hes-1組成〔2〕。研究證實心血管系統(tǒng)的發(fā)育及多種心血管疾病的發(fā)展,均與Notch-1信號通路有著密切的聯(lián)系〔3〕。文獻表明轉化生長因子β1能夠激活心血管系統(tǒng)中Notch通路,調(diào)控心臟內(nèi)皮細胞的增殖與分化〔4〕,且通過調(diào)控Notch-1信號可以抑制轉化生長因子β1誘導的心肌成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化〔5〕。在醛固酮誘導的大鼠慢性心力衰竭模型中,Notch-1信號也起到關鍵作用。然而,Notch-1信號在高交感活性誘導的大鼠心肌損傷過程中的作用,目前尚未見文獻報道。
氧化苦參堿(OMT)是從中藥苦參中提取的喹嗪烷類生物堿,藥理作用廣泛。研究資料證實,OMT對多種心血管疾病具有良好的療效,具有強心、降壓、抗心律失?!?〕、對心肌缺血和梗死有保護作用〔7〕,可通過保護線粒體,改善心肌能量代謝〔8〕,減少心肌細胞凋亡,逆轉心室重構,改善病毒性心肌炎小鼠心力衰竭〔9〕。前期研究表明,OMT對醛固酮誘導的心肌損傷具有保護作用〔10〕,可以通過調(diào)控Notch-1信號改善轉化生長因子β1誘導的心肌成纖維細胞增殖及異常分化〔11〕。然而,OMT對高交感活性誘導的大鼠心室肥厚模型中Notch-1信號的影響尚未可知。本研究旨在探索OMT對高交感活性誘導的大鼠心室肥厚的保護作用及其與Notch-1信號的關系。
1.1動物 健康雄性SD大鼠50只,體重210~230 g,購自貴州醫(yī)科大學實驗動物中心,合格證號SCXK(黔)2018-0001。
1.2儀器 DS-671電子計重秤(上海寺岡電子有限公司),722G可見分光光度計(上海儀電分析儀器有限公司),游標卡尺(桂林廣陸書記測控有限公司),BL-420S生物信號采集與分析系統(tǒng)(成都泰盟軟件有限公司),PT-100生物血壓傳感器(成都泰盟軟件有限公司),qPCR儀(Applied biosystems),電泳儀(biorad),凝膠成像儀(biorad),核酸濃度測定儀(Thermo)。
1.3藥物與試劑 氧化苦參堿(南京廣潤生物制品有限公司,批號GR133151019),重酒石酸NE(上海禾豐制藥有限公司,批號08200603),鹽酸普萘洛爾(天津力生制藥有限公司,批號1909003),氯化鈉注射液(貴州科倫藥業(yè)有限公司,批號D15052102),水合氯醛(Solarbio,批號811B0215),羥脯胺酸試劑盒(南京建成生物工程研究所,批號20180618),Trizol(Invitrogen,批號10296028),DEPC水(MDL,批號md911875),SuperScript Ⅲ RT 反轉錄kit(ABI-invitrogen,批號11752050),Sybr qpcr mix(ABI-invitrogen,批號4472920),Ultrapure Agarose(ABI-invitrogen,批號16500100)。
1.4動物分組、造模與給藥 實驗分5組,每組10只。即對照組、模型組、OMT高劑量組(50 mg/kg)、OMT低劑量組(25 mg/kg)、普萘洛爾組(50 mg/kg)。各組于造模前1 w開始灌胃給藥,對照組及模型組給予等體積蒸餾水,腹腔注射NE 3 mg/(kg·d)復制心肌損傷模型(對照組給予等體積生理鹽水)。
1.5大鼠血壓指標變化 末次給藥1 h后腹腔注射3%水合氯醛10 ml/kg進行麻醉,背位固定于手術臺上。分離右側頸總動脈,插入動脈插管,穩(wěn)定30 min后,記錄大鼠收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)和平均動脈壓(MAP)。
1.6心室重構參數(shù) 處死大鼠,取出心臟,游標卡尺測量心長軸(HL)、左心室內(nèi)徑(LVD)、左室前壁厚度(LVAW),計算重構參數(shù)(HL/LVD,LVAW/LVD)。
1.7心肌羥脯胺酸含量檢測 稱取100 mg心肌組織,加入1 ml水解液,95℃水浴20 min使其水解,之后嚴格按照試劑盒說明書操作,檢測羥脯胺酸含量。
1.8qRT-PCR法檢測Notch-1信號 稱取100 mg心肌組織,置于RNA儲存液中,4℃保存。根據(jù)試劑盒說明書提取總RNA后,反轉錄合成cDNA,按照兩步法PCR擴增標準程序95℃ 2 min、94℃ 20 s、60℃ 20 s、72℃ 30 s進行40個循環(huán)的擴增,檢測Notch-1、Jagged-1、Hes-1的基因表達,以GAPDH為內(nèi)參基因,采用CFX-Manager軟件分析,引物序列:GAPDH上游引物:GTTACCAGGGCTGCCTTCTC、下游引物:GGGTTTCCCGTTGATGACC;Notch-1上游引物:TGC-GTGGACAAGATCAACGA、下游引物:GGTCCCCGTGTAACCTTCTG;Jagged-1上游引物:CAAATGAGTGCGAGGCCAAG、下游引物:AACCAAATCCCGACAGGAGG;Hes-1上游引物:CAACACGACACCGGACAAAC、下游引物:GGAATGCCGGGAGCTATCTT。
1.9統(tǒng)計學方法 采用SPSS20.0軟件進行F檢驗,用Student-t檢驗進行組間分析。
2.1OMT對高交感活性誘導大鼠血壓的影響 NE造模后,模型組血壓較對照組顯著升高(P<0.05),與模型組比較,各給藥組SBP、DBP及MAP均有不同程度降低,差異顯著(均P<0.05)。見表1。
表1 OMT對高交感活性誘導大鼠血壓的影響
2.2OMT對高交感活性誘導大鼠心室重構參數(shù)的影響 與對照組比較,模型組HL/LVD與LVAW/LVD顯著升高(均P<0.05),與模型組比較,各給藥組HL/LVD與LVAW/LVD顯著降低(均P<0.05)。見表2。
表2 OMT對高交感活性誘導大鼠心室重構參數(shù)的影響
2.3OMT對高交感活性誘導大鼠心肌羥脯胺酸含量的影響 與對照組〔(175.23±11.88)μg/g〕比較,模型組心肌組織羥脯胺酸含量〔(218.34±10.52)μg/g〕顯著升高(P<0.05);與模型組比較,OMT高劑量組〔(180.46±15.33)μg/g〕、OMT低劑量組〔(186.10±17.81)μg/g〕、普萘洛爾組心肌羥脯胺酸含量〔(180.44±9.89)μg/g〕顯著降低(P<0.05)。
2.4OMT對高交感活性誘導大鼠心肌組織Notch-1信號mRNA表達的影響 與對照組比較,模型組心肌組織中Notch-1,Jagged-1及Hes-1 mRNA表達均顯著增高(P<0.05)。與模型組比較,OMT各劑量組及普萘洛爾組Notch-1,Jagged-1及Hes-1 mRNA表達均顯著降低(均P<0.05)。見表3。
表3 OMT對高交感活性誘導大鼠心肌組織Notch-1信號mRNA表達的影響
心血管系統(tǒng)疾病是全球范圍內(nèi)危及人類生命和健康的“頭號殺手”,是當今世界威脅人類最嚴重的疾病之一。且隨著人們的生活方式和飲食結構的變化,社會老齡化程度的增加,心血管疾病患者呈現(xiàn)出年輕化的趨勢,并且嚴重威脅著人類的生活質(zhì)量和壽命。
心血管系統(tǒng)疾病往往是由于交感神經(jīng)系統(tǒng)過度活躍及副交感神經(jīng)系統(tǒng)反應異常低下所致〔12〕。NE是體內(nèi)主要的交感神經(jīng)遞質(zhì)和內(nèi)分泌激素,其在血漿中的濃度高低很大程度上反映了交感神經(jīng)興奮狀態(tài)。而交感神經(jīng)活性的增加會改變自主神經(jīng)平衡,進一步增加心臟的不穩(wěn)定性,導致惡性心血管事件的發(fā)生。NE在心肌肥厚、心力衰竭等病理過程中起重要作用,是公認的心肌肥厚因子〔13〕。
血壓是心血管系統(tǒng)的基本檢測指標,代表血液對血管壁的側壓力。正常血壓是保證各系統(tǒng)血液正常供應的基礎。本研究結果說明OMT和普萘洛爾可以降低心肌耗氧量,降低血管外周阻力和心室后負荷。
心室重構參數(shù)是反映心室肥厚的指標。本研究結果提示HE造模后大鼠發(fā)生了心室肥厚,OMT對NE引起的心室肥厚有改善作用。
羥脯胺酸是膠原蛋白的特征性氨基酸,其含量變化反映膠原含量的變化。本研究結果提示NE使大鼠心肌膠原沉積增多,纖維化程度加重。OMT和普萘洛爾可以降低NE引起的心肌膠原沉積,減弱纖維化程度。
近年來Notch-1信號與心血管疾病的關系越來越受到人們的重視,對于Notch信號的研究主要集中在其受體(Notch-1)、配體(Jagged)和下游靶基因(Hes-1)上。本研究結果說明NE誘導大鼠心室肥厚模型中Notch-1信號表達上調(diào);OMT和普萘洛爾改善NE誘導的大鼠心室肥厚可能與降低Notch-1信號的mRNA表達存在相關性。
綜上,高交感活性引起心室肥厚的病理過程復雜,涉及多因素、多靶點、多通道。本研究結果提示,在高交感活性誘導大鼠心室肥厚模型中,大鼠血壓升高、心室重構、纖維化伴隨Notch-1信號的mRNA表達上調(diào)。OMT對高交感活性誘導的大鼠心室肥厚有改善作用,可能與降低Notch-1信號的mRNA表達有關。