崔凌志,王子超,唐存亮,黃冠華*
高血壓發(fā)病率高,發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,危害性大,是心血管疾病和全因死亡的重要危險因素[1]。食用鹽過多是引起高血壓的重要因素之一,高鹽飲食會使鹽敏感性高血壓患者血壓明顯增高,而嚴(yán)格限制其鹽攝入量后,血壓會隨之下降[2]。芹菜葉既是一種食物,也是一種傳統(tǒng)藥物,具有降血壓作用[3]。然而,其具體降壓機(jī)制尚不清楚。有學(xué)者報道,芹菜葉的降壓作用與體內(nèi)鈉的降解及長鏈非編碼RNA(LncRNA)-sONE 有關(guān)[4]。LncRNA-sONE 是來源于人內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)相反的DNA 鏈的一個轉(zhuǎn)錄單位(nos3as),干擾抑制eNOS 的增加,而eNOS 基因T-786C 多態(tài)性與鈉的攝入量也有關(guān)[5-6]。eNOS 可催化內(nèi)皮細(xì)胞NO 生成,NO 有擴(kuò)張血管,增加血流量的作用,從而降低血壓[7-9]。因此,本課題組通過購買自發(fā)性高血壓大鼠進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)研究,旨在探究芹菜葉降血壓的機(jī)制。
1.1 研究材料 2015 年9 月,購買10 周齡、SPF 級、自發(fā)性高血壓大鼠48 只(雌雄各24 只,北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限公司),于溫度21~24 ℃,相對濕度45%~55%,12 h∶12 h 光暗周期下,正常飲食(0.25%的NaCl 飼料)飼養(yǎng)2 周。
1.2 主要試劑及儀器 兔抗鼠eNOS 多克隆抗體,辣根過氧化物酶標(biāo)記的羊抗兔抗體,大鼠抗小鼠甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH)多克隆抗體,NO 試劑盒,均購于南京建成科技有限公司。qPCR 法檢測試劑盒購于生工生物工程(上海)股份有限公司。尾動脈無創(chuàng)血壓監(jiān)測儀購于成都泰盟科技有限公司。
1.3 分組 飼養(yǎng)2 周后將大鼠隨機(jī)分為高鹽組、正常鹽組和高鹽芹菜葉組,每組16 只(雌雄各半)。高鹽組給予5.00%的NaCl 飼料飼養(yǎng)12 周;正常鹽組給予0.25%的NaCl 飼料飼養(yǎng)12 周;高鹽芹菜葉組先予5.00%的NaCl 飼料飼養(yǎng)8 周后,再予5.00%的NaCl 飼料+10.00%芹菜葉飼養(yǎng)4 周;此外,各組予以足量其他飲食。
1.4 觀察指標(biāo)
1.4.1 血壓和體質(zhì)量 采用尾袖法和體質(zhì)量刻度測量法,分別測量各組大鼠血壓和體質(zhì)量,2 周/次。
1.4.2 Western blotting 法檢測eNOS 蛋白表達(dá)水平 所有大鼠飼養(yǎng)14 周后,腹腔注射氯胺酮麻醉合劑(100 mg/ml;0.1 ml/100 g)后摘除腎臟。分離腎動脈,剔除血管外組織、結(jié)締組織,于-70 ℃冰箱保存。取出凍存腎動脈,在液氮中研磨,置入預(yù)冷組織勻漿,冰上裂解。制備蛋白樣品后,行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE),轉(zhuǎn)印,封閉。加入一抗兔抗鼠eNOS 多克隆抗體和二抗羊抗兔抗體孵育。Bio-Rad 凝聚圖像分析軟件分析,將各條帶積分光密度值分別與相應(yīng)的B-tubulin 條帶積分光密度值比對,以每次電泳的正常鹽組第1 個樣品蛋白條帶的積分光密度值為100%,其余樣品蛋白條帶與之比對,計(jì)算積分光密度值的百分比作為eNOS 蛋白表達(dá)水平。
1.4.3 qPCR 法 檢 測LncRNA-sONE 和eNOS mRNA 表達(dá)水平 將大鼠腎皮質(zhì)制成<1 mm3切片,切碎的腎組織收集到50 ml 含Ⅱ型膠原酶和中性蛋白酶的離心管中, 37 ℃水浴攪拌30 min,加入DNaseI 后繼續(xù)攪拌30 min。 之后將該管置于冰上,加入預(yù)冷細(xì)胞勻漿遞質(zhì)5 ml,使懸液完全混合后,采用75 μmol 細(xì)胞過濾器進(jìn)行過濾、離心,F(xiàn)icoll 密度梯度離心法分離遞質(zhì)并收集細(xì)胞。之后按照大鼠腎血管內(nèi)皮細(xì)胞分離說明書進(jìn)行操作,直到分離出腎血管內(nèi)皮細(xì)胞,Trizol 冷凍保存。按照qPCR試劑盒說明書采用Trizol 試劑從腎血管內(nèi)皮細(xì)胞中提取細(xì)胞總RNA,引物序列用于LncRNA-sONE 和eNOS mRNA 定量測量。采用2-ΔΔCt法確定特定靶基因RNA的相對表達(dá)量。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示,多組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn);兩組間比較采用成組t 檢驗(yàn)。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 3 組大鼠不同干預(yù)時間體質(zhì)量比較 3 組大鼠干預(yù)前、干預(yù)4 周體質(zhì)量比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);3 組大鼠干預(yù)8 周、12 周體質(zhì)量比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);其中高鹽組、高鹽芹菜葉組大鼠干預(yù)8周、12 周體質(zhì)量均低于正常鹽組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);高鹽芹菜葉組和高鹽組干預(yù)8 周、12 周體質(zhì)量比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見表1)。
2.2 3 組大鼠不同干預(yù)時間收縮壓比較 3 組大鼠干預(yù)前收縮壓比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);3 組大鼠干預(yù)4 周、8 周、12 周收縮壓比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);其中高鹽組、高鹽芹菜葉組大鼠干預(yù)4周、8 周、12 周收縮壓高于正常鹽組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);高鹽芹菜葉組大鼠干預(yù)12 周收縮壓低于高鹽組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);高鹽芹菜葉組和高鹽組干預(yù)4 周、8 周收縮壓比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見表2)。
2.3 3 組不同性別大鼠干預(yù)12 周體質(zhì)量、收縮壓、eNOS 蛋白表達(dá)水平、LncRNA-sONE 表達(dá)水平、eNOS mRNA 表達(dá)水平比較 3 組不同性別大鼠干預(yù)12 周體質(zhì)量、收縮壓、eNOS 蛋白表達(dá)水平、LncRNA-sONE 表達(dá)水平、eNOS mRNA 表達(dá)水平比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05,見表3~5)。
表1 3 組大鼠干預(yù)不同時間體質(zhì)量比較Table 1 Comparison of body weight of three groups of rats at different intervention weeks
表1 3 組大鼠干預(yù)不同時間體質(zhì)量比較Table 1 Comparison of body weight of three groups of rats at different intervention weeks
注:與正常鹽組比較,aP<0.05
組別 只數(shù) 干預(yù)前 干預(yù)4 周 干預(yù)8 周 干預(yù)12 周正常鹽組 16 213.1±4.1 248.9±6.1 304.1±6.0 319.8±6.4高鹽組 16 214.1±4.7 249.3±5.8 302.3±6.4a 314.6±6.5a高鹽芹菜葉組 16 216.6±3.7 245.8±4.1 288.9±24.4a 311.2±13.5a F 值 2.962 2.094 4.894 3.361 P 值 0.062 0.135 0.012 0.044
表2 3 組大鼠干預(yù)不同時間收縮壓比較mm Hg)Table 2 Comparison of systolic blood pressure of three groups of rats at different intervention weeks
表2 3 組大鼠干預(yù)不同時間收縮壓比較mm Hg)Table 2 Comparison of systolic blood pressure of three groups of rats at different intervention weeks
注:與正常鹽組比較,aP<0.05;與高鹽組比較,bP<0.05;1 mm Hg =0.133 kPa
組別 只數(shù) 干預(yù)前 干預(yù)4 周 干預(yù)8 周 干預(yù)12 周正常鹽組 16 123±5 134±4 141±5 145±7高鹽組 16 122±5 139±6a 158±9a 168±9a高鹽芹菜葉組 16 120±7 141±6a 157±5a 153±6ab F 值 1.340 6.268 31.147 43.054 P 值 0.272 0.004 <0.001 <0.001
表3 正常鹽組不同性別大鼠干預(yù)12 周體質(zhì)量、收縮壓、eNOS 蛋白、LncRNA-sONE、eNOS mRNA 表達(dá)水平比較Table 3 Sex-specific comparison of body weight,systolic blood pressure,and expression levels of eNOS protein,LncRNA-sONE and eNOS mRNA in rats in control group at the 12th week of intervention
表3 正常鹽組不同性別大鼠干預(yù)12 周體質(zhì)量、收縮壓、eNOS 蛋白、LncRNA-sONE、eNOS mRNA 表達(dá)水平比較Table 3 Sex-specific comparison of body weight,systolic blood pressure,and expression levels of eNOS protein,LncRNA-sONE and eNOS mRNA in rats in control group at the 12th week of intervention
注:eNOS=內(nèi)皮型一氧化氮合酶,LncRNA=長鏈非編碼RNA
性別 只數(shù) 體質(zhì)量(g)收縮壓(mm Hg) eNOS LncRNAsONE eNOS mRNA雄性 8 319.6±6.7 145±7 1.14±0.06 1.03±0.16 1.04±0.17雌性 8 320.0±6.5 146±8 1.15±0.08 1.05±0.04 1.07±0.13 t 值 -0.113 -0.211 -0.260 -0.357 -0.352 P 值 0.911 0.836 0.798 0.727 0.730
表4 高鹽組不同性別大鼠干預(yù)12 周體質(zhì)量、收縮壓、eNOS 蛋白、LncRNA-sONE、eNOS mRNA 表達(dá)水平比較Table 4 Sex-specific comparison of body weight,systolic blood pressure,and expression levels of eNOS protein,LncRNA-sONE and eNOS mRNA in rats in high salt group at the 12th week of intervention
表4 高鹽組不同性別大鼠干預(yù)12 周體質(zhì)量、收縮壓、eNOS 蛋白、LncRNA-sONE、eNOS mRNA 表達(dá)水平比較Table 4 Sex-specific comparison of body weight,systolic blood pressure,and expression levels of eNOS protein,LncRNA-sONE and eNOS mRNA in rats in high salt group at the 12th week of intervention
性別 只數(shù) 體質(zhì)量(g)收縮壓(mm Hg) eNOS LncRNAsONE eNOS mRNA雄性 8 314.4±7.6 168±10 0.66±0.08 1.43±0.15 1.62±0.23雌性 8 314.8±5.8 169±9 0.65±0.07 1.46±0.12 1.65±0.16 t 值 -0.111 -0.055 0.066 -0.444 -0.352 P 值 0.913 0.957 0.948 0.664 0.730
2.4 3 組大鼠干預(yù)12 周eNOS 蛋白表達(dá)水平、LncRNAsONE 表達(dá)水平、eNOS mRNA 表達(dá)水平比較 3 組大鼠干預(yù)12 周eNOS 蛋白表達(dá)水平、LncRNA-sONE 表達(dá)水平、eNOS mRNA 表達(dá)水平比較,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);其中高鹽組大鼠干預(yù)12 周eNOS 蛋白表達(dá)水平低于正常鹽組,LncRNA-sONE、eNOS mRNA 表達(dá)水平高于正常鹽組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);高鹽芹菜葉組大鼠干預(yù)12 周eNOS 蛋白、eNOS mRNA表達(dá)水平高于正常鹽組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);高鹽芹菜葉組與正常鹽組大鼠干預(yù)12 周LncRNA-sONE表達(dá)水平比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);高鹽芹菜葉組大鼠干預(yù)12 周eNOS 蛋白、eNOS mRNA 表達(dá)水平高于高鹽組,LncRNA-sONE 表達(dá)水平低于高鹽組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見表6)。
表5 高鹽芹菜葉組不同性別大鼠干預(yù)12 周體質(zhì)量、收縮壓、eNOS蛋白、LncRNA-sONE、eNOS mRNA 表達(dá)水平比較Table 5 Sex-specific comparison of body weight,systolic blood pressure,and expression levels of eNOS protein,LncRNA-sONE and eNOS mRNA in rats in high salt celery leaf group at the 12th week of intervention
表5 高鹽芹菜葉組不同性別大鼠干預(yù)12 周體質(zhì)量、收縮壓、eNOS蛋白、LncRNA-sONE、eNOS mRNA 表達(dá)水平比較Table 5 Sex-specific comparison of body weight,systolic blood pressure,and expression levels of eNOS protein,LncRNA-sONE and eNOS mRNA in rats in high salt celery leaf group at the 12th week of intervention
性別 只數(shù) 體質(zhì)量(g)收縮壓(mm Hg) eNOS LncRNAsONE eNOS mRNA雄性 8 315.2±12.9 152±4 1.41±0.12 1.01±0.15 2.56±0.21雌性 8 307.2±13.3 154±7 1.34±0.07 1.02±0.36 2.55±0.17 t 值 1.200 0.798 1.237 -0.243 0.174 P 值 0.250 0.438 0.237 0.812 0.864
表6 3 組大鼠干預(yù)12 周eNOS 蛋白、LncRNA-sONE、eNOS mRNA表達(dá)水平比較Table 6 Comparison of the expression levels of eNOS protein,LncRNAsONE and eNOS mRNA in three groups at the 12th week of intervention
表6 3 組大鼠干預(yù)12 周eNOS 蛋白、LncRNA-sONE、eNOS mRNA表達(dá)水平比較Table 6 Comparison of the expression levels of eNOS protein,LncRNAsONE and eNOS mRNA in three groups at the 12th week of intervention
注:與正常鹽組比較,aP<0.05;與高鹽組比較,bP<0.05
組別 只數(shù) eNOS LncRNA-sONE eNOS mRNA正常鹽組 16 1.14±0.07 1.04±0.14 1.05±0.14高鹽組 16 0.65±0.07a 1.45±0.13a 1.63±0.19a高鹽芹菜葉組 16 1.37±0.10ab 1.02±0.14b 2.55±0.18ab F 值 328.713 49.396 301.976 P 值 <0.001 <0.001 <0.001
高血壓嚴(yán)重危害人類健康,其相關(guān)疾病病死率在全球總死亡率中排名第一[1]。高血壓患者中大部分屬鹽敏感性高血壓。鹽敏感性高血壓對氯化鈉的攝入量極為敏感,長期膳食中鈉鹽的攝入量增加,可導(dǎo)致其血壓升高。
本研究中,自發(fā)性高血壓大鼠在第13 周齡被給予高鹽飲食誘導(dǎo),結(jié)果顯示,高鹽組、高鹽芹菜葉組大鼠干預(yù)4 周、8 周、12 周收縮壓高于正常鹽組,高鹽組大鼠干預(yù)12 周eNOS 蛋白表達(dá)水平低于正常鹽組,LncRNA-sONE、eNOS mRNA 表達(dá)水平高于正常鹽組,說明高鹽飲食可誘導(dǎo)大鼠收縮壓增加,LncRNAsONE、eNOS mRNA 表達(dá)水平上調(diào),提示LncRNAsONE 可能參與鹽敏感性高血壓的發(fā)病機(jī)制;但eNOS蛋白表達(dá)水平下降,也提示eNOS 分泌可能被抑制。而高鹽芹菜葉組大鼠干預(yù)12 周收縮壓低于高鹽組;高鹽芹菜葉組大鼠干預(yù)12 周eNOS 蛋白、eNOS mRNA 表達(dá)水平高于高鹽組,LncRNA-sONE 表達(dá)水平低于高鹽組;說明自發(fā)性高血壓大鼠在高鹽飲食的基礎(chǔ)上喂食芹菜葉后,大鼠血壓下降,eNOS 蛋白表達(dá)水平上升,LncRNA-sONE 表達(dá)下調(diào);表明芹菜葉能降低鹽敏感性高血壓大鼠的血壓,且LncRNA-sONE、RNA-NOS、eNOS 參加了其降壓機(jī)制。
以NO 為代表的血管舒張因子在鹽敏感性高血壓的病理機(jī)制中扮演重要角色。研究表明,鹽敏感性高血壓患者血管內(nèi)皮NO 的基礎(chǔ)量分泌不足,且隨著鈉攝入量的增加,一氧化氮合酶(NOS)合成受到抑制,NO 含量降低[10-12]。鈉負(fù)荷的增加會降低內(nèi)皮功能,而NOS是NO 合成的唯一限速酶。NOS 廣泛分布于人體內(nèi),其有3 個同工酶,其中NOS Ⅲ是eNOS 在鹽敏感性高血壓中的重要調(diào)節(jié)器,如強(qiáng)烈抑制eNOS 表達(dá)將升高血壓約30 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)[13-14]。但目前eNOS調(diào)控血壓的具體機(jī)制尚不清楚[12]。有研究表明,eNOS mRNA 表達(dá)水平升高,eNOS 蛋白及NO 含量也會相應(yīng)升高[15]。近年來,LncRNA 在疾病調(diào)節(jié)中的作用引起關(guān)注,其是一種長度超過200 個核苷酸的RNA 分子,最初其被認(rèn)為不具有生物學(xué)活性;但越來越多的研究表明,LncRNA 可通過調(diào)控細(xì)胞的多種生物學(xué)活性物質(zhì),在心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要的功能[16-17]。LncRNA 可通過染色質(zhì)調(diào)質(zhì)、蛋白質(zhì)變構(gòu)、細(xì)胞-細(xì)胞信號等多種機(jī)制參與血壓的調(diào)節(jié)[3,18]。ZHANG 等[4]研究表明,LncRNA-sONE 參與了鹽敏感性高血壓的發(fā)病機(jī)制。
結(jié)合本研究結(jié)果以及上述文獻(xiàn)分析,本課題組推測,芹菜葉降血壓的分子機(jī)制可能涉及LncRNA-sONE 表達(dá)水平的變化。干預(yù)12 周,高鹽組和高鹽芹菜葉組大鼠體質(zhì)量低于正常鹽組,但高鹽芹菜葉組大鼠的體質(zhì)量與高鹽組大鼠無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,提示每日喂食芹菜葉可降低升高的血壓,但對其體質(zhì)量無影響。由于實(shí)驗(yàn)時舒張壓數(shù)據(jù)的丟失,故未能取得自發(fā)性高血壓大鼠在不同時期的舒張壓結(jié)果,此外由于本研究大鼠只數(shù)較少,結(jié)論尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。
綜上所述,芹菜葉能升高自發(fā)性高血壓大鼠eNOS蛋白及其mRNA 表達(dá)水平,降低LncRNA-sONE 表達(dá)水平;同時eNOS、LncRNA-sONE 可能參與了芹菜葉的降壓機(jī)制。今后還需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量來研究其相關(guān)基因及信號通路情況。
作者貢獻(xiàn):黃冠華進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)收集,論文修訂,負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校,對文章整體負(fù)責(zé),監(jiān)督管理;崔凌志負(fù)責(zé)研究的實(shí)施與可行性分析,數(shù)據(jù)整理和論文撰寫;王子超負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理;唐存亮負(fù)責(zé)結(jié)果分析與解釋。
本文無利益沖突。