高華健,林 珊,魯竹青,王天一,王乙連,褚劍鋒,3*
(1.福建中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合研究院,福建 福州 350122;2.福建省中西醫(yī)結(jié)合老年性疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建 福州 350122;3.福建中醫(yī)藥大學(xué)陳可冀學(xué)術(shù)思想傳承工作室,福建 福州 350122)
高血壓是以體循環(huán)動(dòng)脈壓升高為主要表現(xiàn)的一種常見(jiàn)疾?。?]。腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(renin-angiotensin-aldosterone systerm,RASS)的激活與高血壓關(guān)系密切[2],其中血管緊張素Ⅱ(angio?tensin Ⅱ,Ang Ⅱ)可以收縮血管引起血壓上升,在持續(xù)的高血壓以及Ang Ⅱ的共同作用下,會(huì)引起心臟損傷,使心臟炎癥因子升高,升高的炎癥因子又會(huì)加重心臟損傷,引起心肌肥厚,最終導(dǎo)致心室重構(gòu)[3-4]。雖然以天麻鉤藤藥對(duì)作為君藥的方劑如天麻鉤藤飲等常用于治療頭痛、眩暈和高血壓,但單獨(dú)研究天麻鉤藤藥對(duì)治療高血壓心臟損傷的實(shí)驗(yàn)未見(jiàn)報(bào)道。本研究主要探討天麻鉤藤藥對(duì)高血壓小鼠心臟損傷的影響及機(jī)制,為臨床應(yīng)用該藥對(duì)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 16周齡的SPF級(jí)C57BL/6小鼠18只,雄性,體質(zhì)量(25±30)g,購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限責(zé)任公司,動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(滬)2018-0016,飼養(yǎng)于福建中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心SPF級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào):SYXK(閩)2019-0007。飼養(yǎng)在室溫22~25℃、相對(duì)濕度40%~70%的環(huán)境中,每天光照/黑暗各12 h,自由進(jìn)食、飲水。動(dòng)物處理方法符合中華人民共和國(guó)科技部頒發(fā)的《關(guān)于善待實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的指導(dǎo)性意見(jiàn)》。
1.2 實(shí)驗(yàn)藥材 天麻、鉤藤均購(gòu)自安國(guó)市一方藥業(yè)有限公司。
1.3 實(shí)驗(yàn)試劑 伊紅(貨號(hào):G1100)、蘇木素(貨號(hào):G1140)、Masson三色染色試劑盒(貨號(hào):G1340)均購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司;AngⅡ(貨號(hào):120183)、IL-6抗體(貨號(hào):208113)、TNF-α抗體(貨號(hào):41504)均購(gòu)自英國(guó)Abcam公司;免疫組化試劑盒(福州邁新生物技術(shù)有限公司,貨號(hào):KIT-9720);植入式膠囊微滲透壓泵(美國(guó)ALZET公司,貨號(hào):2004)。
1.4 實(shí)驗(yàn)儀器 CODA無(wú)創(chuàng)鼠尾血壓測(cè)量?jī)x(美國(guó)Kent Scientific公司);彩色多普勒超聲診斷儀(加拿大Visual Sonics公司);全自動(dòng)石蠟切片機(jī)(德國(guó)Leica有限公司);生物組織包埋機(jī)(湖北孝感亞光有限公司);光學(xué)顯微鏡(德國(guó)Leica有限公司,型號(hào):DM4000B);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海豫康科教儀器設(shè)備有限公司)。
2.1 動(dòng)物模型建立 18只雄性SPF級(jí)C57BL/6小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,采用隨機(jī)數(shù)字表法分為對(duì)照組、模型組和藥對(duì)組,每組6只。模型組和藥對(duì)組在小鼠肩胛背部植入含有Ang Ⅱ的膠囊微滲透壓泵,以500 ng/(kg·min)持續(xù)釋放Ang Ⅱ,持續(xù)28 d[5-9];對(duì)照組在小鼠肩胛背部皮下植入不含Ang Ⅱ的膠囊微滲透壓泵,同期泵入生理鹽水。
2.2 造模成功判定 分別于造模前1天,造模第7、14、21、28天測(cè)量血壓,當(dāng)血壓較造模前1天血壓明顯上升且收縮壓≥140 mm Hg及舒張壓≥90 mm Hg時(shí)判定造模成功[10-12]。本實(shí)驗(yàn)造模組造模后第7天血壓已大幅升高,第14天均已進(jìn)入高血壓狀態(tài)。
2.3 天麻鉤藤藥液制備 取天麻10 g、鉤藤10 g加入200 mL蒸餾水中煎煮30 min,過(guò)濾并收集藥液,再加入蒸餾水煎煮1次后將2次藥液合并,通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀去除多余水分,將藥液體積濃縮至20 mL,此濃度下1 mL藥液生藥含量視為1 g,濃度為1 g/mL,最后放入高壓鍋中高壓滅菌,分裝凍存于-80 ℃冰箱。使用時(shí)取出,在室溫下解凍稀釋后用于灌胃。
2.4 動(dòng)物分組與給藥 造模第1天開(kāi)始給藥,根據(jù)《藥理實(shí)驗(yàn)方法學(xué)》中“人和動(dòng)物按體表面積折算等效表劑量比率表”計(jì)算[13],以人體劑量20 g/d換算,藥對(duì)組根據(jù)小鼠體質(zhì)量變化調(diào)整母藥液濃度,以天麻鉤藤生藥量2.6 g/(kg·d)配置天麻鉤藤藥液,每次灌胃0.2 mL,對(duì)照組和模型組用等體積的生理鹽水灌胃,每日上午10點(diǎn)灌胃1次,持續(xù)4周。
2.5 動(dòng)物取材 造模第28天后腹腔注射2%異氟烷麻醉小鼠后,去頭處死小鼠,開(kāi)胸取出心臟組織,置于冰上,剔除大血管及結(jié)締組織,去除心房和心尖,只保留心室部分。將心臟組織浸入4%多聚甲醛中固定,石蠟包埋、切片。
2.6 觀察指標(biāo)
2.6.1 血壓 造模前1天及造模后第7、14、21、28天分別測(cè)量1次血壓,使用CODA無(wú)創(chuàng)鼠尾血壓計(jì)測(cè)量小鼠血壓,每次預(yù)測(cè)試5次血壓,然后正式測(cè)量15次血壓。收縮壓、舒張壓、平均動(dòng)脈壓均取平均值。
2.6.2 動(dòng)物超聲檢測(cè)心臟功能 取材當(dāng)天用異氟烷麻醉小鼠后,去除胸部毛發(fā),采用彩色多普勒超聲診斷儀觀察3組小鼠心臟超聲影像,并分析左心室舒張末期內(nèi)徑(LVEDD)、左心室收縮末期內(nèi)徑(LVESD)、左室舒張末期容積(LVEDV)、左室收縮末期容積(LVESV)、室間隔厚度(IVS)、左室后壁厚度(LVPW)。通過(guò)公式計(jì)算左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、左心室短軸縮短率(LVFS)。
2.6.3 HE染色法觀察心臟左心室組織的病理學(xué)表現(xiàn) 用切片機(jī)切取4 μm心臟左心室組織置于載玻片上,放入60 ℃烤箱中烘烤1 h后,進(jìn)行脫蠟和水化操作,然后用蘇木素染色1 min,鹽酸酒精分化1 s,用伊紅染色5 s,風(fēng)干后用中性樹(shù)膠封片,于光學(xué)顯微鏡下拍照觀察。
2.6.4 免疫組化法檢測(cè)心臟組織TNF-α、IL-6蛋白表達(dá)水平 將心臟組織切片置于60 ℃烤箱中烘烤1 h后,先進(jìn)行常規(guī)脫蠟和水化操作;然后放入100 ℃的抗原修復(fù)液中浸泡10 min后,在室溫條件下冷卻,隨后打開(kāi)免疫組化試劑盒(其中含有過(guò)氧化氫酶、封閉液、羊抗小鼠/兔IgG聚合物、鏈霉素等試劑),先滴加過(guò)氧化氫酶反應(yīng)10 min,再用封閉液封閉1 h;然后滴加1抗(抗體稀釋比例TNF-α為1∶100,IL-6為1∶50),并置于4 ℃冰箱孵育過(guò)夜;次日滴加羊抗小鼠/兔IgG聚合物反應(yīng)1 h,滴加鏈霉素反應(yīng)10 min;然后進(jìn)行DAB染色,再用蘇木素染核,最后在自來(lái)水中返藍(lán),風(fēng)干并用中性樹(shù)膠封片;最后在光學(xué)顯微鏡下觀察拍照,每個(gè)組織切片拍攝6個(gè)400倍光學(xué)顯微鏡下的視野,采用ImageJ圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行陽(yáng)性率分析,蛋白表達(dá)水平采用陽(yáng)性率表示。
采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料屬正態(tài)分布的以(±s)表示,2組間比較采用t檢驗(yàn),多組間比較采用單因素方差分析,不符合正態(tài)分布的采用秩和檢驗(yàn)。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
4.1 3組小鼠血壓比較 造模前3組收縮壓、舒張壓、平均動(dòng)脈壓比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05);造模第7天開(kāi)始,模型組、藥對(duì)組與對(duì)照組比較收縮壓、舒張壓、平均動(dòng)脈壓明顯升高(P均<0.05);造模第28天藥對(duì)組與模型組比較,收縮壓、舒張壓、平均動(dòng)脈壓明顯降低(P均<0.05)。見(jiàn)圖1。
圖1 3組小鼠不同時(shí)間點(diǎn)血壓比較
4.2 3組小鼠LVEF、LVFS比較 與對(duì)照組小鼠比較,模型組LVEF、LVFS均降低(P均<0.05),與模型組比較,藥對(duì)組LVEF、LVFS均升高(P均<0.05)。見(jiàn)圖2。
圖2 3組小鼠超聲心動(dòng)圖和LVEF、LVFS比較
4.3 3組小鼠心臟左心室組織病理學(xué)表現(xiàn) 對(duì)照組小鼠左心室心肌無(wú)壞死變性;模型組小鼠可見(jiàn)心肌變性和壞死,炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)(如圖中箭頭標(biāo)記位置);藥對(duì)組小鼠較模型組改善明顯,心肌細(xì)胞排列未見(jiàn)變性壞死和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。見(jiàn)圖3。
圖3 3組小鼠左心室組織病理HE染色圖(×400)
4.4 3組小鼠心臟組織TNFα、IL-6蛋白表達(dá)水平比較 與對(duì)照組比較,模型組心臟組織中TNF α蛋白表達(dá)水平升高;與模型組比較,藥對(duì)組心臟組織中TNF α蛋白表達(dá)水平下降(P<0.05),見(jiàn)圖4。免疫組化檢測(cè)心臟組織中IL-6顯示:與對(duì)照組比較,模型組心臟組織中IL-6蛋白表達(dá)水平明顯升高;與模型組比較,藥對(duì)組心臟組織中IL-6蛋白表達(dá)水平下降(P<0.05),見(jiàn)圖5。蛋白表達(dá)水平用陽(yáng)性率表示。
圖4 3組小鼠TNF-α蛋白表達(dá)水平比較圖(×400)
圖5 3組小鼠IL-6蛋白表達(dá)水平比較圖(×400)
天麻鉤藤藥對(duì)具有平抑肝陽(yáng)、熄風(fēng)止痙的功效,是天麻鉤藤飲、清眩降壓湯等方劑的君藥。RAAS系統(tǒng)過(guò)度激活可影響血壓水平[14],AngⅡ具有強(qiáng)烈的血管收縮效應(yīng)[15],導(dǎo)致血壓上升。此前已有研究表明天麻素可以舒張椎基底動(dòng)脈,改善供血不足,具有舒張血管的能力[16],而鉤藤堿和異構(gòu)藤堿則可以通過(guò)阻滯鈣離子通道的方式舒張血管降低血壓[17],含有這些單體成分的天麻鉤藤藥對(duì)也可能是通過(guò)舒張血管發(fā)揮降低血壓的作用。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究認(rèn)為:一方面高血壓病可以誘發(fā)心臟炎癥,引起心臟損傷;另一方面由于心血管系統(tǒng)壓力負(fù)荷的增加,引起心肌肥厚,導(dǎo)致心室重構(gòu)[18],影響心臟的射血功能,心臟LVEF和LVFS指標(biāo)會(huì)降低。高血壓病早期心臟炎癥因子TNF-α和IL-6可明顯增加[19],高血壓可刺激TNF-α的合成[20],而TNF-α可引起心肌肥大和細(xì)胞凋亡[21]。此外,高血壓還可導(dǎo)致心肌細(xì)胞產(chǎn)生IL-6,誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞增殖以及向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致心臟損傷從而影響心臟的射血功能[22-23]。本課題成功構(gòu)建了AngⅡ誘導(dǎo)的高血壓小鼠模型,通過(guò)該模型觀察天麻鉤藤藥對(duì)的降壓效果以及改善高血壓小鼠心臟損傷和射血功能的作用。研究結(jié)果顯示:藥對(duì)組小鼠心臟組織中TNF-α和IL-6水平與模型組小鼠比較明顯降低,提示藥對(duì)可以減輕高血壓引起的炎癥反應(yīng);HE染色結(jié)果提示藥對(duì)組小鼠心臟損傷明顯減輕,心臟超聲結(jié)果提示藥對(duì)組LVEF和LVFS相對(duì)于模型組明顯升高,提示藥對(duì)可以改善高血壓小鼠的心臟射血功能。
綜上所述,天麻鉤藤藥對(duì)作為臨床應(yīng)用廣泛的一種平肝潛陽(yáng)的中藥配伍,可以使高血壓小鼠的血壓降低,減輕心臟損傷,改善高血壓小鼠心臟射血功能,為臨床實(shí)踐應(yīng)用天麻鉤藤藥對(duì)防治高血壓病提供了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證據(jù)。