付 姿 郭羽 伍蓉霜王金達(dá)沈磊?
[1.大理大學(xué)藥物研究所, 云南 大理671000; 2.云南省滇西抗病原植物資源篩選研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(培育), 云南 大理671000; 3.大理大學(xué)藥學(xué)院, 云南 大理671000]
血栓是高致死性缺血性心血管病的元兇,而目前用于防止血栓性疾病的藥物均有增加出血風(fēng)險、作用靶點(diǎn)單一導(dǎo)致耐受性等缺點(diǎn)[1],尋找出血副作用少的多靶點(diǎn)抗血栓藥物仍有必要。理氣活血的中藥被廣泛應(yīng)用于血栓性疾?。囱鲎C)的治療,具有高效低毒和多靶點(diǎn)抗血栓的優(yōu)點(diǎn)[2]。中藥黃芪以補(bǔ)氣虛為主,有治療血瘀證的理論基礎(chǔ),并在多個研究中顯示出一定的抗血栓活性,如抑制膠原蛋白?腎上腺素誘導(dǎo)的體內(nèi)血栓和體外血栓形成[3],減少靜脈血栓形成[4],抑制血小板聚集[5]等。同時,黃芪也是抗血小板組方中的重要成分之一[6]。
正品黃芪包括膜莢黃芪Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.和蒙古黃芪Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao,主要生長于東北、華北和西北的高緯度地區(qū)。云南無正品黃芪分布,但是由于環(huán)境的多樣性,有很多黃芪屬植物分布。絕大部分云南黃芪屬植物生長于滇西北的高海拔地區(qū),屬于特殊生態(tài)環(huán)境植物,具有普通生態(tài)環(huán)境植物所不具備的特點(diǎn)和利用價值。課題組前期對云南黃芪屬植物的化學(xué)成分進(jìn)行了廣泛研究[7?9],并初步探討了某些植物的抗血小板活性。研究發(fā)現(xiàn),與正品黃芪成分高度類似的梭果黃芪Astragalus ernestiiComber 和與正品黃芪成分區(qū)別很大的云南黃芪Astragalus yunnanensisFranch 均能抑制血小板聚集,但作用途徑差別較大[10]。由于血小板活化在血栓形成中扮演主要角色[11],本研究計劃進(jìn)一步研究這2 種云南屬植物的抗血栓活性,并評價其出血風(fēng)險,為初步了解云南黃芪屬植物在心血管疾病中的應(yīng)用價值提供數(shù)據(jù)支持。
1.1 動物 SPF 級SD 大鼠,雄性,體質(zhì)量180~200 g;SPF 級昆明種小鼠,雌雄各半,體質(zhì)量20~24 g,均由湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動物有限公司提供,實(shí)驗(yàn)動物生產(chǎn)許可證號SCXK(湘)2019?0004。
1.2 試劑與藥物 正品黃芪購自大理下關(guān)萬花路健之佳藥店,產(chǎn)地甘肅,批號20 180102;云南黃芪、梭果黃芪均采自香格里拉,經(jīng)大理大學(xué)張德全教授鑒定為云南黃芪Astragalus yunnanensisFranch、梭果黃芪Astragalus ernestiiComber。水合氯醛(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司,批號Q/12HB4218?2017);阿司匹林(上海阿拉丁生化科技股份有限公司,批號H172201);注射用尿激酶(南京南大藥業(yè)有限責(zé)任公司,批號20200801);血栓素B2(TXB2)試劑盒、6?酮?前列腺素F1α(6?K?PGF1α)試劑盒(南京建成生物工程研究所,批號20210108);含129 mmol/L 枸櫞酸鈉采血管、不含抗凝劑采血管(成都瑞琦醫(yī)療科技有限責(zé)任公司,批號20201024、20201508)。
1.3 儀器 0408?2 型臺式低速離心機(jī) [上海醫(yī)療器械(集團(tuán))有限公司];恒溫水浴鍋(金壇市環(huán)保儀器廠);Varioskan LUX 型功能酶標(biāo)儀(美國賽默飛世爾科技公司)。
2.1 提取物制備 將正品黃芪、云南黃芪、梭果黃芪的干燥根分別粉碎成粗粉,依次用75%乙醇提取1 h,95%乙醇提取2 h,95%乙醇再提取2 h,提取液減壓濃縮后得到浸膏,經(jīng)冷凍干燥后得到凍干粉,實(shí)驗(yàn)時用生理鹽水稀釋至相應(yīng)質(zhì)量濃度。在體內(nèi)、體外血栓形成實(shí)驗(yàn)和出血實(shí)驗(yàn)中,上述3 種提取物的劑量均根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定。
2.2 體外血栓形成實(shí)驗(yàn) 大鼠隨機(jī)分為陰性對照組,正品黃芪7.5、15、30 mg/mL組,云南黃芪7.5、15、30 mg/mL組,梭果黃芪7.5、15、30 mg/mL組,陽性對照組(250 U/mL尿激酶),腹主動脈插管取血至采血管中,在37 ℃下放置5 h 使血液凝固,取出血凝塊,放入生理鹽水中清洗至無明顯血水后,切成質(zhì)量約為100 mg 的小段,置于含不同質(zhì)量濃度相應(yīng)藥物的1.5 mL EP 管中,在37 ℃下孵育24 h,陰性對照組放入生理鹽水孵育,最后取出并稱定剩余血凝塊質(zhì)量,計算血栓溶解率,公式為血栓溶解率=[(給藥前血栓濕質(zhì)量-給藥后血栓濕質(zhì)量)/給藥前血栓濕質(zhì)量] ×100%。
2.3 體內(nèi)血栓形成實(shí)驗(yàn) 大鼠隨機(jī)分為假手術(shù)組,模型組,正品黃芪150、300 mg/kg組,云南黃芪150、300 mg/kg組,梭果黃芪150、300 mg/kg組,陽性對照組(阿司匹林100 mg/kg),給藥組灌胃給予不同劑量相應(yīng)藥物,陰性對照組和模型組均灌胃給予生理鹽水10 mL/kg,每天1次,連續(xù)7 d。采用FeCl3誘導(dǎo)頸總動脈血栓形成法造模,末次給藥30 min后,腹腔注射4 mL/kg 10%水合氯醛麻醉大鼠,分離左側(cè)頸總動脈置于封口膠條(3 cm×1.5 cm)上,20%FeCl3溶液浸透的濾紙條(1 cm×1 cm)環(huán)敷頸總動脈,濾紙接口處用血管夾輕夾確保濾紙緊貼,假手術(shù)組用生理鹽水代替FeCl3進(jìn)行環(huán)敷,20 min 后取掉濾紙,生理鹽水沖洗3次,40 min 后腹主動脈取血,置于含129 mmol/L 枸椽酸鈉的采血管中,4 ℃、3 000 r/min 離心10 min,分離血漿,用于檢測血漿血栓素B2(TXB2)、6?酮?前列腺素F1α(6?K?PGF1α)水平。取血后,精確剪下1 cm 被濾紙條包裹過的頸總動脈血栓部位血管段,置于濾紙上吸干浮血,稱定含血栓的血管濕質(zhì)量,取出血栓后再稱定質(zhì)量,兩者相減,即得血管段內(nèi)血栓的濕質(zhì)量。
2.4 出血實(shí)驗(yàn) 小鼠隨機(jī)分為陰性對照組,正品黃芪300、600 mg/kg組,云南黃芪300、600 mg/kg組,梭果黃芪300、600 mg/kg 組、陽性對照組(阿司匹林200 mg/kg),灌胃給予不同劑量相應(yīng)藥物(陰性對照組灌胃給予20 mL/kg 生理鹽水),每天1次,連續(xù)4 d。采用切尾法測定尾出血時間,末次給藥1 h 后固定小鼠,距尾尖3 mm 處剪斷鼠尾,立即浸入37 ℃生理鹽水中,記錄從剪去尾尖到血流停止的時間,即為尾出血時間。
2.5 統(tǒng)計學(xué)分析 通過SPSS 26.0 軟件進(jìn)行處理,數(shù)據(jù)以()表示,組間總體差異比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD 法。P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 各品種黃芪對體外血栓形成的影響 與陰性對照組比較,尿激酶組,正品黃芪15 mg/mL組,云南黃芪15、30 mg/mL組,梭果黃芪15、30 mg/mL 組均能增加血栓溶解率(P<0.05,P<0.01),其中劑量為30 mg/mL 時溶解血栓的能力依次為云南黃芪>梭果黃芪>正品黃芪,15 mg/mL時依次為梭果黃芪>云南黃芪>正品黃芪,7.5 mg/mL時均不能增加血栓溶解率(P>0.05),但各劑量下的作用均弱于尿激酶,見表1。
表1 各品種黃芪對體外血栓形成的影響(,n=6)
表1 各品種黃芪對體外血栓形成的影響(,n=6)
注:與陰性對照組比較,?P<0.05,??P<0.01;與正品黃芪組(30 mg/mL)比較,#P<0.05,##P<0.01。
3.2 各品種黃芪對體內(nèi)血栓形成的影響 與模型組比較,阿司匹林組,正品黃芪300 mg/kg組,云南黃芪150、300 mg/kg組,梭果黃芪150、300 mg/kg 組均能減少血栓濕質(zhì)量(P<0.05,P<0.01),其中劑量為300 mg/kg 時溶解體內(nèi)血栓的能力依次為梭果黃芪>正品黃芪>云南黃芪,150 mg/kg時依次為梭果黃芪>云南黃芪>正品黃芪,并且梭果黃芪上述作用與阿司匹林相當(dāng)。與模型組比較,阿司匹林組,正品黃芪150、300 mg/kg組,云南黃芪150 mg/kg組,梭果黃芪150、300 mg/kg 組均能降低TXB2水平(P<0.05,P<0.01),而云南黃芪150、300 mg/kg組,梭果黃芪150 mg/kg 組均能升高6?K?PGF1α 水平(P<0.05,P<0.01);與假手術(shù)組比較,模型組TXB2/6?K?PGF1α 升高,而各品種黃芪均能降低該比值(P<0.05,P<0.01),作用能力依次為云南黃芪>梭果黃芪>正品黃芪,見表2。
表2 各品種黃芪對體內(nèi)血栓形成的影響(,n=8)
表2 各品種黃芪對體內(nèi)血栓形成的影響(,n=8)
注:與假手術(shù)組比較,△P<0.05,△△P<0.01;與模型組比較,?P<0.05,??P<0.01;與正品黃芪組(300 mg/kg)比較,#P<0.05。
3.3 各品種黃芪對尾出血時間的影響 與陰性對照組比較,阿司匹林組,正品黃芪300 mg/kg組,梭果黃芪300、600 mg/kg 組均能延長尾出血時間(P<0.01),而正品黃芪600 mg/kg 組、云南黃芪600 mg/kg 組均對其無明顯影響(P>0.05),各品種黃芪出血風(fēng)險依次為梭果黃芪>正品黃芪>云南黃芪,并且均低于阿司匹林,見表3。
表3 各品種黃芪對尾出血時間的影響(,n=8)
表3 各品種黃芪對尾出血時間的影響(,n=8)
注:與陰性對照組比較,??P<0.01。
特殊生態(tài)環(huán)境指的是環(huán)境條件和生物種類明顯不同于普通生態(tài)環(huán)境的生存環(huán)境,如高海拔、寒冷、沙漠等。生長于特殊生態(tài)環(huán)境中的植物(黃芪、天山雪蓮、藏紅花等)往往含有特殊使用價值的化學(xué)成分。本課題組已對云南黃芪屬植物的分布、生藥學(xué)和化學(xué)成分做了系統(tǒng)的研究,發(fā)現(xiàn)除了梭果黃芪和黑毛多枝黃芪含有與正品黃芪類似的成分外,其余云南黃芪屬植物所含成分均與正品黃芪存在很大的差異性,這可能會帶來云南黃芪屬植物與正品黃芪在功能上的差異。本研究表明,同等劑量下,云南黃芪和梭果黃芪溶解體外血栓能力強(qiáng)于正品黃芪;梭果黃芪抑制FeCl3誘導(dǎo)動脈血栓形成的能力最強(qiáng),而云南黃芪降低TXB2/6?K?PGF1α 比值的能力最強(qiáng)。這些結(jié)果表明2 種云南特殊生態(tài)環(huán)境的黃芪治療血栓性疾病的潛力高于正品黃芪。
盡管2 種黃芪均有抗血栓的作用,但是具體作用途徑有差別。一定濃度的FeCl3能損傷血管內(nèi)皮,從而活化體內(nèi)血小板和凝血系統(tǒng),形成局部動脈血栓[12]。血小板活化在動脈血栓形成中有及其重要的作用,血栓素A2(TXA2)和前列環(huán)素I2(PGI2)均由血小板產(chǎn)生,前者促進(jìn)血小板聚集和收縮血管,后者抑制血小板聚集和舒張血管,在生理狀態(tài)下,兩者保持動態(tài)平衡,而在血栓性疾?。ㄈ鐒用}粥樣硬 化、冠心病、高脂血癥)中,TXA2/PGI2比值升高[13?14]。由于TXA2和PGI2在體內(nèi)的半衰期很短,可通過它們的代謝產(chǎn)物TXB2和6?K?PGF1α 的含量來代表它們在體內(nèi)的水平[15]。本研究通過比較2 種黃芪對TXB2和6?K?PGF1α 的作用發(fā)現(xiàn),梭果黃芪降低血栓中過度升高血栓素的能力更強(qiáng),而云南黃芪能更顯著升高血栓中被降低的前列環(huán)素水平,并具有較強(qiáng)的降低TXA2/PGI2比值的能力。因此,2 種黃芪抗血栓的作用均與抗血小板活性有關(guān),有所區(qū)別的是,梭果黃芪主要抑制血栓素活性,而云南黃芪主要增加前列環(huán)素活性。同時,課題組前期研究也發(fā)現(xiàn)了2種黃芪抗血小板聚集活性的差異,梭果黃芪抑制二磷酸腺苷(ADP)誘導(dǎo)血小板聚集的能力更強(qiáng),而云南黃芪主要抑制花生四烯酸(AA)誘導(dǎo)的血小板聚集[10]。這些結(jié)果均表明,梭果黃芪可能更多地影響激動劑(如血栓素和ADP)對血小板受體的激動作用來抗血栓,而云南黃芪可能主要影響血小板代謝途徑來抑制血栓形成。2 種黃芪抗血栓活性的差異可能與其所含化學(xué)成分含量的差別和種類差異有關(guān)。課題組研究發(fā)現(xiàn),梭果黃芪含有與正品黃芪類似的環(huán)阿屯烷型三萜皂苷類化合物[8],而云南黃芪的化學(xué)成分大多為甾體類成分,未見環(huán)阿屯烷型三萜皂苷[9]。因此,盡管均有抗血栓活性,2 種黃芪的作用機(jī)制可能存在差異。需要注意的是,雖然梭果黃芪具有較強(qiáng)的體外和體內(nèi)抗血栓活性,但是也有較強(qiáng)的出血風(fēng)險,可增加小鼠尾出血時間,不過與陽性藥阿司匹林比較,梭果黃芪的抗體內(nèi)血栓作用相當(dāng),而出血風(fēng)險明顯降低。此外,云南黃芪對于體內(nèi)血栓作用的風(fēng)險/效益比較好,也具有開發(fā)潛力。
綜上所述,相較于正品黃芪,云南特殊生態(tài)環(huán)境中的黃芪屬植物更具有抗血栓藥物開發(fā)潛力,但其作用機(jī)制有待進(jìn)一步闡明。