姚 麗,徐天華,張少青,魏 敏,葛丹梅,王力寧
腎素血管緊張素系統(tǒng)(Renin-angiotensin system,RAS)和內(nèi)皮素(Endothelin,ET)系統(tǒng)在高血壓及心血管損傷的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[1-2]。有研究顯示,ET參與 AngⅡ誘導(dǎo)的高血壓[2],而RAS在ET誘導(dǎo)高血壓中的作用尚不清楚。另有文獻(xiàn)報(bào)道,ET可刺激活性氧片段(Reactive oxygen species,ROS)產(chǎn)生[3]。本研究觀察 ET-1 誘導(dǎo)的高血壓大鼠氧化應(yīng)激狀態(tài)和RAS系統(tǒng),包括血漿腎素活性(Plasma renin activity,PRA)、AngⅡ和血管緊張素原(Angiotensinogen,AGT)水平,脈管系統(tǒng)ACE和AT1受體的表達(dá)變化;同時(shí),觀察AngⅡ受體拮抗劑(AT1receptor blockade,ARB)奧美沙坦在此模型中對血壓和氧化應(yīng)激的影響,旨在探討RAS在ET誘導(dǎo)的高血壓和氧化應(yīng)激中的作用。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 5~6周雄性SD大鼠隨機(jī)分為4組:①對照組(1%氯化鈉慢性灌注,n=7);②ET-1慢性灌注組[2.5 pmol/(kg·min),n=7];③ET-1+奧美沙坦組[6 mg/(kg·d),n=7];④ET-1+非特異性抗高血壓藥肼苯噠嗪治療組[15 mg/(kg·d)飲水中給入,n=6]。戊巴比妥(50 mg/kg,腹腔內(nèi)注射)麻醉下,滲透性微泵(2ML2,Alza Co.)植入大鼠頸背部皮下與血管內(nèi)插管(PE-60)相連接。奧美沙坦(CS-866,日本三共制藥有限公司惠贈(zèng))隨食物給入。
Tail-cuff技術(shù)測量清醒狀態(tài)下大鼠第0、7、14天尾部血壓。第14天時(shí)斬首處死大鼠,冷凍試管(含 EDTA 5 mmol/L、依那普利20 mol/L、1,10 鄰菲咯啉1.25 mmol/L、抑胃肽A 10 mol/L)快速收集血液,用以檢測AGT和AngⅡ。另用冷凍試管(含EDTA 5 mmol/L)收集血標(biāo)本以檢測 PRA、TBARS水平??焖賱?nèi)≈鲃?dòng)脈,去除其周圍組織,取5 mm的主動(dòng)脈環(huán)檢測產(chǎn)物,其余主動(dòng)脈標(biāo)本液氮速凍,-80℃深凍保存。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 Western blotting檢測血漿AGT水平和主動(dòng)脈ACE與AT1受體的表達(dá) 10 μg蛋白質(zhì)樣品加入8%SDS-聚丙烯酰胺凝膠中,80 V 30 min、120 V 60 min電泳結(jié)束后,在90 V 90 min、電流<0.33 A下,將蛋白轉(zhuǎn)至硝酸纖維素膜上。5%去脂牛奶/PBS-T室溫下阻滯1 h,PBS-T洗膜2×10 min,一抗(羊抗鼠 AGT抗體,澳大利亞昆士蘭大學(xué)惠贈(zèng))1∶5 000,4℃過夜;PBS-T洗膜3×10 min,二抗(抗羊辣根過氧化物酶標(biāo)抗體1∶30 000,Sigma Co.)室溫下孵育1 h;PBS-T 洗膜3×10 min,ECL顯色系統(tǒng)顯色,曝光。NIH-IDV軟件系統(tǒng)分析圖片。主動(dòng)脈ACE與AT1受體的檢測方法及步驟同上。一抗分別為多克隆抗ACE抗體(1∶200,Santa Cruz Biotechnology Inc.),多克隆抗 AT1受體抗體(1∶1 000,Santa Cruz Biotechnology Inc.)。二抗分別為抗羊辣根過氧化物酶標(biāo)抗體(1∶1 000,Santa Cruz Biotechnology Inc.);抗兔辣根過氧化物酶標(biāo)抗體(1∶4 000,Cell Signaling Technology)。
1.2.2 光澤精化學(xué)發(fā)光體系檢測主動(dòng)脈超氧陰離子產(chǎn)物()5 mm主動(dòng)脈環(huán)置入37℃碳酸氫鹽緩沖液平衡30 min,37℃ Krebs-HEPES緩沖液沖洗,然后置于1 mL 37℃ Krebs-HEPES緩沖液(含光澤精20 μmol/L),避光平衡10 min,冷光儀(BLR-301,Aloka)記錄化學(xué)發(fā)光,每30秒1次,共 15min。1,2-二 羥 基 苯-3,5-二 磺 酸 鈉(20 mmol/L)終止產(chǎn)物所致發(fā)光。記錄化學(xué)發(fā)光。加入Tiron前后的差值為Tiron可終止的光澤精化學(xué)發(fā)光,結(jié)果以每毫克干重組織每分鐘計(jì)數(shù)(CPM)表達(dá)。生物化學(xué)分析法檢測血漿TBARS水平,以評估大鼠脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。放射免疫法檢測血漿PRA和AngⅡ水平。
2.1 實(shí)驗(yàn)開始時(shí),各組大鼠收縮壓差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與對照組比較,ET-1灌注使大鼠收縮壓顯著升高(P<0.05)。奧美沙坦和肼苯噠嗪防止了ET-1誘導(dǎo)的高血壓(見圖1)。
圖1 各組大鼠收縮壓變化
2.2 ET-1誘導(dǎo)的高血壓大鼠RAS狀態(tài)
2.2.1 大鼠血漿AGT的表達(dá) 見圖2。大鼠血漿AGT有52 kD和64 kD(輕度糖基化和高度糖基化)2種形式,以52 kD表達(dá)居多。ET-1灌注未影響大鼠血漿AGT表達(dá)。與對照組比較,奧美沙坦和肼苯噠嗪都使ET-1灌注組大鼠血漿AGT表達(dá)增加(P<0.05)。
圖2 各組大鼠血漿AGT表達(dá)水平
2.2.2 與對照組比較,ET-1灌注使大鼠血漿PRA明顯升高(P<0.05)。奧美沙坦進(jìn)一步升高了ET-1灌注大鼠血漿 PRA水平(P<0.05),見圖3A)。肼苯噠嗪未影響ET-1灌注大鼠血漿PRA水平。ET-1灌注使大鼠血漿AngⅡ水平顯著升高(P<0.05,見圖3B)。奧美沙坦治療進(jìn)一步升高了ET-1灌注大鼠血漿AngⅡ水平(P<0.05)。肼苯噠嗪未影響ET-1灌注大鼠血漿AngⅡ水平。
圖3 各組大鼠血漿PRA及AngⅡ水平
2.2.3 與對照組相比,ET-1灌注大鼠主動(dòng)脈ACE和AT1受體表達(dá)水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見圖4)。奧美沙坦與肼苯噠嗪干預(yù)未影響ACE和AT1受體表達(dá)。
圖4 各組大鼠主動(dòng)脈ACE和AT1受體表達(dá)水平
2.3 ET-1誘導(dǎo)的高血壓大鼠氧化應(yīng)激狀態(tài)
2.3.1 與對照組比較,ET-1灌注使大鼠血漿TBARS水平明顯升高(P<0.05,見圖5A)。奧美沙坦降低了ET-1灌注大鼠血漿TBARS水平(P<0.05)。肼苯噠嗪未影響 ET-1灌注大鼠血漿TBARS水平。
圖5 各組大鼠血漿TBARS水平及主動(dòng)脈產(chǎn)物
AngⅡ可強(qiáng)有力地刺激ET-1產(chǎn)生[1-4]。研究表明,AngⅡ慢性灌注可增加大鼠腎臟的ET-1產(chǎn)物數(shù)量,AngⅡ還可以啟動(dòng)血管平滑肌細(xì)胞ppET-1基因轉(zhuǎn)錄。另一方面,關(guān)于ET系統(tǒng)對RAS活性的影響尚不清楚。本研究中,ARB奧美沙坦防止了ET-1慢性灌注引起的高血壓,提示在本模型中,RAS系統(tǒng)被激活,并參與了ET-1誘導(dǎo)的高血壓。ET-1慢性灌注使大鼠血漿PRA、AngⅡ水平顯著增加,而血漿AGT水平、血管ACE和AT1受體表達(dá)無變化,提示血漿PRA增加是血漿AngⅡ增高的原因。ET-1慢性灌注使大鼠血漿PRA增加的機(jī)制尚不清楚。有研究顯示[5-6],ET-1急性灌注使腎小球入球小動(dòng)脈收縮,腎血流量減少,腎小球?yàn)V過率下降,腎血管阻力顯著增加,提示血漿PRA增加可能是由于腎血管持續(xù)收縮,腎小球?yàn)V過率下降,或隨后出現(xiàn)的腎損害引起。其他可能機(jī)制尚需進(jìn)一步探討。
有報(bào)道,ET誘導(dǎo)的血管收縮至少部分是通過增加ROS產(chǎn)物介導(dǎo)的[7-8]。筆者發(fā)現(xiàn),ET-1慢性灌注使大鼠血管產(chǎn)物和血漿TBARS水平顯著增加。ET-1刺激ROS產(chǎn)生的機(jī)制尚不明確。有報(bào)道,ET-1增加血管內(nèi)皮細(xì)胞gp91phox表達(dá)和產(chǎn)物[9]。同時(shí),ET-1是蛋白激酶C的強(qiáng)刺激物,而蛋白激酶C參與NAD(P)H氧化酶激活和產(chǎn)生[10]。本研究結(jié)果顯示,ARB奧美沙坦防止了ET-1誘導(dǎo)的高血壓和ROS產(chǎn)生。雖然有多種機(jī)制參與ET誘導(dǎo)的ROS產(chǎn)生,但至少可以推測,AngⅡ部分參與了ET-1慢性灌注誘導(dǎo)的ROS產(chǎn)生。同時(shí),非特異性抗高血壓藥物肼苯噠嗪并未改變ET-1慢性灌注大鼠血漿TBARS的水平,但顯著減少了血管產(chǎn)物。提示2種可能性:第一,肼苯噠嗪本身具有抗氧化性;第二,ROS水平降低是肼苯噠嗪降壓作用的結(jié)果。目前的研究結(jié)果尚不能證實(shí)肼苯噠嗪具有抗氧化作用。
[1] Hauser PV,Collino F,Bussolati B,et al.Nephrin and endothelial injury[J].Curr Opin Nephrol Hypertens,2009,18:3-8.
[2] 賈院生.賴諾普利治療原發(fā)性高血壓病[J].中國臨床醫(yī)學(xué),2006,13(6):901.
[3] Callera GE,Touyz RM,Teixeira SA,et al.ETA receptor blockade decreases vascular superoxide generation in DOCA-salt hypertension[J].Hypertension,2003,42:811-817.
[4] Kobayashi T,Nogami T,Taguchi K,et al.Diabetic state,high plasma insulin and angiotensinⅡcombine to augment endothelin-1-induced vasoconstriction via ETA receptors and ERK[J].Br J Pharmacol,2008,155:974-983.
[5] Elmarakby AA,Morsing P,Pollock DM.Enalapril attenuates endothelin-1-induced hypertension via increased kinin survival[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2003,284:H1899-H1903.
[6] Takenaka T,F(xiàn)orster H,Epstein M.Protein kinase C and calcium channel activation as determinants of renal vasoconstriction by angiotensin Ⅱ and endothelin[J].Circ Res,1993,73:743-750.
[7] Li L,F(xiàn)ink GD,Watts SW,et al.Endothelin-1 increases vascular superoxide via endothelin(A)-NADPH oxidase pathway in low-renin hypertension[J].Circulation,2003,107:1053-1058.
[8] Pu Q,Neves MF,Virdis A,et al.Endothelin antagonism on aldosterone-induced oxidative stress and vascular remodeling[J].Hypertension,2003,42:49-55.
[9] Zeng Q,Zhou Q,Yao F,et al.Endothelin-1 regulates cardiac L-type calcium channels via NAD(P)H oxidase-derived superoxide[J].J Pharmacol Exp Ther,2008,326:732-738.
[10] Gupte SA,Kaminski PM,George S,et al.Peroxide generation by p47phox-Src activation of Nox2 has a key role in protein kinase C-induced arterial smooth muscle contraction[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2009,296:H1048-1057.