張 華 王思靜 邢 科 徐亦男 馬學(xué)寬 倪 昀 王 麗 安冬青
(新疆醫(yī)科大學(xué),新疆 烏魯木齊 830011)
心腦血管病是影響全球病死率最高的疾病,其發(fā)病率程升高趨勢,目前我國心血管病患者數(shù)約2.9億人次,而動(dòng)脈粥樣硬化(AS)是缺血性心腦血管病的主要病理基礎(chǔ)[1],有多種學(xué)說從不同的角度闡述其發(fā)病機(jī)制。近些年關(guān)于AS機(jī)制的研究取得了很大的進(jìn)步,這對于防治AS進(jìn)一步改善患者的生活質(zhì)量具有很大的意義。AS在不同的病理生理過程始終伴隨著炎癥反應(yīng)。研究表明,組織受損能夠誘導(dǎo)免疫反應(yīng)從而激活Toll樣受體 4(TLR4),介導(dǎo)下游因子,激活核因子-κb(NF-κb),啟動(dòng)一系列的炎性因子轉(zhuǎn)錄,從而引起炎癥反應(yīng),導(dǎo)致血管損傷,導(dǎo)致 AS的發(fā)生[2-5]。
新塔花(Ziziphora clinopodioidesLam.),又名唇香草,主要分布在我國新疆,中亞及中東等部分地區(qū)。此藥具有安神、舒張血管、降血壓、抗炎止痛等功效,主要用于治療失眠、高血壓病、冠心病等疾?。?-8]。目前關(guān)于新塔花水提物治療AS的研究尚未報(bào)道,本實(shí)驗(yàn)首次從其抗炎方面防治AS進(jìn)行研究,以期為其進(jìn)一步開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)?,F(xiàn)報(bào)告如下。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 40只健康8周齡雄性,體質(zhì)量(20±2)g,載脂蛋白E基因敲除(ApoE-/-)小鼠,同品系C57普通小鼠,購于北京維通利華公司,許可證號(hào):SCXK(京)2016-0011。飼養(yǎng)于新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院科技樓動(dòng)物房,倫審編號(hào):20171129-02。
1.2 試藥與儀器 新塔花全草,購于新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院(鑒定人:張選明,石河子大學(xué)第一附屬醫(yī)院中醫(yī)科,副主任醫(yī)師)。阿托伐他汀(批號(hào)20151223,1 g/瓶,北京Solarbio公司)、HE染色試劑盒 (北京Solarbio公司);ICAM、MMP-9 ELISA試劑盒 (上海酶聯(lián)生物技術(shù)有限公司);GAPDH、TLR4、p-NF-κbp65蛋白購于Elabscience生物公司;PBS緩沖液粉末(pH7.3,北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司);檸檬酸鹽修復(fù)液粉末 (PH6.0,北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司);DAB 顯色液(invitrogen 公司,美國);二抗(Anti-Rabbit,invitrogen公司,美國)。EG1150組織包埋機(jī)(SAKURA,日本);RM2235 石蠟切片機(jī)(Leica公司,德國);5424R 低溫高速離心機(jī)(Eppendrof,德國);光學(xué)顯微鏡(LEICA DM 2500,德國);Type1500 多功能酶標(biāo)儀(Thermo 公司,美國)等。
1.3 分組方法 將40只8周齡ApoE(-/-)小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng) 1周后,隨機(jī)分為模型組(MX)、他汀組(TT)、新塔花水提物高劑量組 (XG)、新塔花水提物低劑量組(XD),每 10只;同品系 C57小鼠 10只為空白組(KB);高脂飼料室溫飼養(yǎng)。第 2 周開始,TT 組[3 mg/(kg·d)],XG 組[3.6 g/(kg·d)],XD 組[0.9 g/(kg·d)]3 組開始藥物灌胃干預(yù),MX組和KB組灌胃等量蒸餾水。
1.4 新塔花水提物的制備 取干燥芳香新塔花全草24 g,粉碎后置于圓底燒瓶中,加入200 mL蒸餾水,加熱回流2 h后洗滌濾渣,水提率75%,置于旋蒸燒瓶內(nèi)真空加熱1 h,得水提物80 mL左右,定容至100 mL即為所需新塔花高劑量(含生藥0.18 g/mL),稀釋2倍為低劑量(含生藥0.045 g/mL)。
1.5 給藥方法 小鼠實(shí)驗(yàn)用藥量換算公式為:[g/(kg·d)]=9.1×成人臨床常藥量 [g/(kg·d)], 每次灌胃 0.5 mL(0.1~0.3 mL/10 g)/d,每周按照體質(zhì)量調(diào)整給藥濃度。MX組和KB組給予0.5 mL蒸餾水灌胃。所有小鼠自由活動(dòng),不限飲食飲水。高脂飼料配方:基礎(chǔ)飼料82.68%,豬油10%,豬膽鹽0.2%,膽固醇2%,蔗糖5%,丙硫氧基嘧啶0.12%,由新疆醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物中心加工。
1.6 標(biāo)本采集與檢測 所有小鼠灌胃12周末禁食不禁水12 h后,處死小鼠進(jìn)行以下操作:1)眼球取血后,3 500 r/min離心15 min,取上清置于Ep管內(nèi)用于ELISA和血脂檢測;2)打開胸腹腔,無菌條件下取出小鼠胸主動(dòng)脈置于4%多聚甲醛固定用于HE染色,升主動(dòng)脈和主動(dòng)脈弓置于4%多聚甲醛固定用于免疫組化。胸主動(dòng)脈與升主動(dòng)脈甲醛固定48小時(shí),依次經(jīng)脫水、透明、浸蠟、包埋后,進(jìn)行切片,每個(gè)組織連續(xù)切片4 μm厚度5張;按照試劑盒操作,HE染色,依次經(jīng)過觀察小鼠主動(dòng)脈形態(tài)學(xué)變化并拍照;ELISA法依次經(jīng)加樣、溫育、配液洗滌、拍干、加酶、顯色、終止等步驟。用酶標(biāo)儀在450 nm波長處測定各孔吸光度(OD)值,以濃度值為橫坐標(biāo)(X),各標(biāo)準(zhǔn)OD值為縱坐標(biāo)(Y),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,利用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出小鼠血清中ICAM-1和 MMP-9濃度值。IHC法檢測 TLR4、NF-κbp65蛋白陽性面積表達(dá),經(jīng)烤片、脫蠟、修復(fù)、抗體孵育、過夜、顯色、復(fù)染、封片等步驟,在光鏡下觀察主動(dòng)脈形態(tài)學(xué)變化并拍照,運(yùn)用進(jìn)行Image J軟件進(jìn)行陽性面積分析。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以(±s)表示,多組比較用單因素方差分析,兩兩比較采用配對t檢驗(yàn)。P<0.05或P<0.01為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組小鼠血脂水平比較 見表1。與KB組比較,MX 組三酰甘油(TAG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)明顯升高,高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)明顯降低(P<0.01);與 MX 組比較,TT 組、XG組、XD組 TAG及TC降低明顯 (P<0.01),TT組HDL-C 和 LDL-C 略升高 (P>0.05),XG 組、XD 組HDL-C升高明顯 (P<0.01),XG組、XD組 LDL-C均降低(P<0.01);與TT組比較,XG組各指標(biāo)具有明顯的差異(P<0.01)。
表1 各組小鼠血脂水平比較(mmol/L,x±s)
表1 各組小鼠血脂水平比較(mmol/L,x±s)
與 KB組比較,*P<0.01;與 MX 組比較,△P<0.01;與 TT組比較,#P<0.01。 下同
組 別 n KB組 6 MX組 6 TT組 6 LDL-C 0.36±0.06 5.84±0.94*6.04±0.19 XG 組 6 0.85±0.15△# 9.81±0.08△#0.99±0.07△#3.86±0.33△#XD 組 6 1.06±0.18△ 10.07±0.96△ 0.9±0.15△ 4.3±0.37△TAG TC HDL-C 0.64±0.01 2.75±0.04 2.17±0.1 1.34±0.07* 15.32±1.01* 0.62±0.01*0.97±0.08△ 13.53±2.86△ 0.63±0.08
2.2 各組小鼠胸主動(dòng)脈病理形態(tài)學(xué)變化 胸主動(dòng)脈HE染色中,KB組管壁幾乎無脂質(zhì)沉積,管腔無明顯狹窄。MX組血管壁明顯增厚,出現(xiàn)大量的脂質(zhì)沉積和炎癥細(xì)胞浸潤,管腔狹窄明顯;XG組動(dòng)脈粥樣斑塊面積明顯小于MX組,大于KB組;XD組血管壁增厚,內(nèi)部脂質(zhì)沉淀和斑塊略低于MX組,管腔有狹窄。TT他汀組管腔狹窄不明顯,斑塊面積小于MX組,血管損傷小,脂質(zhì)沉積較少。見圖1。
圖1 小鼠胸主動(dòng)脈病理形態(tài)學(xué)變化(HE染色,200倍)
2.3 各組小鼠血清中ICAM-1和MMP-9表達(dá)水平比較 見表2。與KB組比較,MX組ICAM-1和MMP-9水平升高(P<0.01);與 MX 組比較,TT 組、XG 組、XD組ICAM-1和MMP-9水平均明顯低于MX組 (P<0.01);XG組與TT組比較,ICAM-1水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),MMP-9水平差異明顯有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
表2 各組小鼠血清ICAM-1和MMP-9表達(dá)水平比較(x±s)
表2 各組小鼠血清ICAM-1和MMP-9表達(dá)水平比較(x±s)
組 別 n KB組 6 MX組 6 TT組 6 ICAM-1 MMP-9 435.35±9.73 63.31±0.54 581.54±15.26* 87.65±1.55*423.90±2.47△ 70.01±1.57△XG 組 6 416.57±22.06△ 56.06±1.42△#XD 組 6 475.87±3.18△ 70.85±0.07△
2.3 各組小鼠升主動(dòng)脈中TLR4、NF-κb免疫組化結(jié)果比較 見表3。研究結(jié)果表明,與KB組比較,模型組中TLR4和NF-κb積分光密度值上升(P<0.01);與MX組比較,TT組、XG組TLR4積分光密度值均下降(P<0.01),XD 組無明顯差異(P>0.05);與 MX 組比較,TT組、XG 組、XD 組 NF-κb積分光密度值均下降(P<0.01)。與TT組比較,XG組TLR4積分光密度值無差異(P>0.05),XG 組 NF-κb積分光密度值較低(P<0.05)。
表3 各組小鼠升主動(dòng)脈組織中TLR4和NF-κb的平均光密度定量分析比較(x±s)
表3 各組小鼠升主動(dòng)脈組織中TLR4和NF-κb的平均光密度定量分析比較(x±s)
組 別 n KB組 6 MX組 6 TT組 6 TLR4 NF-κb 7.36±0.40 4.67±0.24 13.74±1.31* 9.53±0.78*9.77±0.80△ 7.79±0.25△XG 組 6 9.81±0.51△ 6.49±0.33△#XD 組 6 13.31±1.15*△ 7.76±0.51△
新塔花全草中的化學(xué)成分主要為揮發(fā)油和非揮發(fā)油(總黃酮等)兩部分。新塔花揮發(fā)油為透明淡黃色油狀液體,約占全草的2%[9]。國外有學(xué)者采用GC和GC-MS法對伊朗地區(qū)新塔花進(jìn)行化學(xué)分析,得出新塔花揮發(fā)油中發(fā)現(xiàn)27種成分,主要的化合物包括胡薄荷酮(44.5%)等[10]。大量研究表明新塔花具有抗心肌缺血、抗炎殺菌、舒張血管、抗氧化等作用,近些年受到廣泛的關(guān)注和研究[11-17]。
本研究觀察新塔花對動(dòng)脈粥樣硬化模型小鼠TLR4/NF-κb信號(hào)通路的影響,結(jié)果顯示,各藥物干預(yù)組TLR4、NF-κb的表達(dá)水平明顯低于模型對照組,表明新塔花可能通過降低TLR4/NF-κb信號(hào)通路內(nèi)的蛋白表達(dá)水平,降低細(xì)胞間黏附因子、基質(zhì)金屬蛋白酶產(chǎn)生,最終抑制炎癥反應(yīng),起到防治AS的效果。研究結(jié)果還顯示新塔花高劑量組比低劑量組藥效明顯,說明該藥具有一定的劑量依賴性。
該實(shí)驗(yàn)對新塔花的研究為進(jìn)一步拓展新塔花資源,發(fā)揮中醫(yī)藥多靶點(diǎn)、多層面和個(gè)體化的優(yōu)勢,尤其是應(yīng)用于防治以AS為基礎(chǔ)的心腦血管疾病,具有重要指導(dǎo)意義,為新塔花在心血管病研究中提供了科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。但是,新塔花哪些成分起到了靶向作用,有待深入的研究。如果并不是所有生物堿都能以抑制信號(hào)通路、抗炎為靶向防治心腦血管疾病,筆者推斷新塔花揮發(fā)油可能會(huì)是抗炎的主要成分,其藥效學(xué)和機(jī)制有待進(jìn)一步研究。