周 佳 ,徐 巖 ,律廣富 ,韓 冬 ,趙昕彤 ,王晉冀 ,王亞杰 ,王 宇 ,黃曉巍 ,2
(1.長春中醫(yī)藥大學,長春130117;2.吉林省中藥生物大分子重點實驗室,長春130117)
近年來,隨著生活節(jié)奏的提速,生活水平的提高,由于人們飲食結構不合理、生活習慣不規(guī)律等因素導致的心腦血管疾病患病幾率連年上升[1]。冠狀動脈粥樣硬化引起的缺血性心臟病嚴重威脅了人類的身心健康。心臟依賴血液的灌注來維持正常的生理活動,當血液的灌注減少或停止時,會導致心肌組織缺血缺氧、心肌細胞代謝紊亂、心肌功能異常甚至死亡。鹿茸作為我國傳統滋補類中藥,在保護心肌損傷、促進骨折愈合、提高機體免疫力、延緩衰老、改善記憶力等多方面具有良好的效果[2]?!侗静萁浭琛酚涊d鹿茸入心包,入心經;現代研究表明,鹿茸是哺乳動物中唯一可以完全再生的器官,可用于改善心臟功能;已有研究表明,鹿茸多肽可明顯緩解阿霉素所致的大鼠心肌損傷[3]。目前鹿茸多肽對冠脈結扎所致大鼠心肌缺血損傷研究較少。本實驗從鹿茸多肽影響心肌特異性轉錄因子NK型同源盒基因轉錄因子2.5(NKx2.5)、鋅指蛋白轉錄因子4(GATA4)、激活轉錄因子 2(ATF-2)、肌細胞特異性增強因子-2C(MEF-2C)表達水平的角度出發(fā),對鹿茸多肽預防和治療冠脈結扎大鼠心肌缺血的作用機制進行研究。
標準Ⅱ導聯心電圖正常的Wistar大鼠60只,雌雄各半,體質量(270±20)g,長春市億斯實驗動物技術有限責任公司提供,實驗動物生產許可證號:SCXK(吉)-2016-0003。常規(guī)飼養(yǎng),適應性喂養(yǎng)3d后用于實驗。
鹿茸多肽:長春中醫(yī)藥大學提供;輔酶Q10膠囊:海上藥信誼藥廠有限公司 (國藥準字H19999132);Nkx 2.5Elisa kit:上海酶聯生物科技有限公司(批號:ml2227618);GATA4、ATF-2、MEF-2CElisa kit:酶免生物科技有限公司 (MM-20697R1、MM-0837R1、MM-0834R1);蘇木素伊紅(HE)染色試劑盒:上海碧云天生物科技有限公司,貨號:C0105。
大鼠固定器、ML870PowerLab數據采集分析系統、Multiskan FC酶標儀、生物組織自動脫水機、生物組織自動包埋機。
隨機將大鼠分成6組,即假手術組、模型組、陽性對照組、鹿茸多肽高、中、低劑量組,每組10只。假手術組、模型組給予等體積蒸餾水,陽性對照組給予輔酶Q10膠囊3mg·kg-1,鹿茸多肽高、中、低劑量組大鼠分別給予鹿茸多肽 300、200、100mg·kg-1。 實驗動物自由飲食飲水,連續(xù)給藥28d。
參照文獻[4],大鼠稱重后,腹腔注射水合氯醛麻醉后結扎心臟左冠狀動脈前降支,對比大鼠術前術后心電圖,符合典型心梗表現者視為手術成功,存活者列入模型組、給藥組。假手術組僅開胸,不結扎冠狀動脈[5]。
3.3.1 心電檢測[6]
末次給藥30min后,乙醚麻醉大鼠,固定于大鼠固定器上,連接八通道生物信號采集處理系統,記錄2min內的大鼠心電圖和心率,心電圖基線設為PR段,比較各組心電圖ST段的變化和心率變化。
3.3.2 Elisa法檢測各組大鼠血清中 Nkx2.5、GATA4、ATF-2和MEF-2C含量
檢測心電30min后,4%水合氯醛麻醉大鼠,打開腹腔,腹主動脈取血[7],靜置 20min,3 500r·min-1離心15 min,取血清,按照試劑盒說明書檢測大鼠血清中Nkx2.5、GATA4、ATF-2和 MEF-2C 的含量。
3.3.3 HE染色觀察大鼠心肌組織損傷情況
將固定后的心肌組織脫水、石蠟包埋,切成5μm薄片,HE染色,光學顯微鏡下觀察各組大鼠心肌組織形態(tài)學變化[8]。
采用SPSS17.0統計分析軟件進行數據處理,計量資料均采用表示,多組均數組間比較采用單因素方差分析,顯著性水準P=0.05。
與假手術組比較,模型組心率明顯上升、ST段明顯升高,差異具有統計學意義(P<0.01)。與模型組比較,陽性對照組、鹿茸多肽高、中、低劑量組明顯降低,差異具有統計學意義(P<0.05或P<0.01),結果見表1。
表1 各組大鼠心率及心電圖ST段變化(x±s)
與假手術組比較,模型組大鼠血清中Nkx 2.5、GATA4和MEF-2C含量顯著降低,差異具有統計學意義(P<0.05或P<0.01)。與模型組比較,陽性對照組、鹿茸多肽高、中、低劑量組大鼠血清中Nkx 2.5、GATA4和MEF-2C含量顯著升高,差異具有統計學意義(P<0.05或P<0.01),其中鹿茸多肽低劑量組與陽性對照組比較,血清中Nkx 2.5和MEF-2C含量顯著升高,差異具有統計學意義(P<0.05)。與模型組比較,各組大鼠血清中ATF-2含量無明顯變化,差異無統計學意義(P>0.05),結果見表 2。
表2 各組大鼠血清中Nkx 2.5、GATA4、ATF-2和MEF-2C 含量變化(x±s)(ng/L)
HE染色結果表明,假手術組大鼠心肌組織結構規(guī)則,紅色部分心肌組織排列整齊,細胞核大小、形態(tài)無明顯差別,清晰可見,心肌細胞間隙均勻,無炎性細胞浸潤。與假手術組比較,模型組組織壞死比例較高,心肌纖維排列紊亂并有溶解斷裂,核細胞深染,可見明顯炎性細胞浸潤,成纖維細胞增生明顯。隨著鹿茸多肽給藥劑量的增加,心肌細胞溶解減輕,心肌纖維排列較為整齊,細胞間隙變小,炎性細胞浸潤減少。詳見圖1。
圖1 各組大鼠心臟組織HE染色結果(×200)
據統計[9],我國14億人口中約有2.9億人患有心血管疾病,城鄉(xiāng)居民死亡原因中,有40%以上是由于心血管病死亡,高于腫瘤等其他疾病。防治心血管病已經成為中國目前重大的公共衛(wèi)生問題,對心血管疾病的防治迫在眉睫[10]。
在探討藥物在治療心肌梗死的療效及作用機制中,復制相對精準的心肌梗死動物模型至關重要,本研究采用結扎大鼠左冠狀動脈前降支的方法復制心肌缺血的發(fā)生發(fā)展,可以保證梗死部位相對固定,在盡量避免個體差異的同時,提高模型動物的成活率,并最大限度地模擬臨床上心肌梗死的病理過程[11]。實驗結果表明,對比假手術組和模型組,大鼠心率和心電圖ST段的變化符合心肌缺血造模的各項指標,表明實驗造模成功[12]。
《神農本草經》中將鹿茸列為中品,中醫(yī)使用鹿茸防治各類疾病已有兩千余年的歷史[13]。現代藥理學研究表明,鹿茸中含有多種有效成分,其中多肽、蛋白質在鹿茸的藥用中占有重要的地位[14]。已有研究證實,鹿茸多肽能夠有效減少心肌梗死面積,使缺血區(qū)域血管收縮程度減輕,改善血液循環(huán),從而減少心肌梗死后缺血缺氧對心肌細胞的損傷[15~16]。 Nkx2.5,GATA4,ATF-2,MEF-2C是心臟在早期發(fā)育過程中表達的轉錄因子[17],起到調控心臟結構蛋白基因表達、促進細胞分化方向的作用,在心臟的發(fā)育過程中起著重要作用[18]。其中,Nkx2.5在環(huán)化、分化、間隔功能成熟、維持傳導系統等過程中參與了心臟的形成[19];GATA4在心肌存活和心臟肥大中起重要作用;ATF-2、MEF-2C可以在自身維持、損傷修復等方面調控心臟特異性調控蛋白。
本研究以鹿茸多肽為研究對象,觀察其對冠脈結扎大鼠心肌損傷的修復作用。結果表明,鹿茸多肽可明顯保護冠脈結扎大鼠的心肌損傷,恢復心率,調整ST段上調幅度,其作用機制可能與提高Nkx 2.5、GATA4和MEF-2C的水平有關,而ATF-2無明顯變化。