胡連杰,曹 錦,馬雪芹,姜志龍,蔡 飛,張又枝**
(1.湖北科技學(xué)院藥學(xué)院,湖北 咸寧 437100;2.湖北科技學(xué)院糖尿病和血管病變湖北省重點(diǎn)實驗室)
現(xiàn)如今,腫瘤發(fā)病率日益增加,化療是其重要的治療手段之一,但化療藥物的副作用日益呈現(xiàn)。阿霉素(多柔比星,doxoburicin)是一類蒽環(huán)類化療藥物,廣泛用于治療血液系統(tǒng)惡性腫瘤和幾種實體瘤(包括淋巴瘤、白血病和乳腺癌)[1],然而,阿霉素的臨床應(yīng)用有限,因為累積劑量的阿霉素會引起嚴(yán)重的心臟毒性,從而導(dǎo)致不可逆的心臟損傷,如心力衰竭和左心室功能障礙等[2]。
京尼平苷是梔子和杜仲的主要活性成分,是一種環(huán)烯醚萜類化合物。研究表明京尼平苷具有抗炎、抗動脈粥樣硬化[3]和抗糖尿病[4]等作用。也有研究表明京尼平苷對心肌細(xì)胞的缺氧損傷有保護(hù)作用[5],在心臟疾病如高脂引起的心肌損傷[5]和缺血再灌[6]中也進(jìn)行了驗證。但其對阿霉素引起的心臟毒性是否有保護(hù)作用?我們用累積劑量的阿霉素建立心臟的毒性模型后,再給予小劑量和大劑量的京尼平苷,研究其對阿霉素所致心臟毒性的保護(hù)作用。為京尼平苷減輕化療藥物阿霉素心臟毒性的臨床應(yīng)用提供基礎(chǔ)實驗的依據(jù)。
生理鹽水(武漢福星生物藥業(yè)有限公司,500mL∶4.5g,國藥準(zhǔn)字:H42022223);鹽酸阿霉素(阿拉丁,1g,D107159);京尼平苷(阿拉丁,5g,G119296);乳酸脫氫酶(lcctate dehydrogenase,LDH;A020-2,單位:U/mL)、肌酸激酶(creatine kinase,CK;A032,單位:U/L)試劑盒均為南京建成生物工程研究所產(chǎn)品。
雄性健康昆明種小鼠61只(18~22 g),分為4組,正常對照組11只,阿霉素模型組20只,阿霉素+京尼平苷小劑量組15只,阿霉素+京尼平苷大劑量組15只。具體分組和給藥途徑如下:
①正常對照組:每天腹腔注射生理鹽水10mL/kg,共28次;②阿霉素模型組: 腹腔注射阿霉素2mg/kg,隔天一次,共10次;③阿霉素+京尼平苷小劑量組(50mg/kg):先每天灌胃京尼平苷50mg/kg,連續(xù)一周,再腹腔注射阿霉素2mg/kg,阿霉素隔天給藥共10次,同時每天灌胃京尼平苷50mg/kg;④阿霉素+京尼平苷大劑量組(100mg/kg);先每天灌胃京尼平苷100mg/kg連續(xù)一周,再腹腔注射阿霉素2mg/kg,阿霉素隔天給藥共10次,同時每天灌胃京尼平苷50mg/kg。
相應(yīng)時間點(diǎn)取出心臟稱重,計算心臟質(zhì)量/體質(zhì)量比(HW/BW)。收集血液取上清檢測CK和LDH生化指標(biāo)。采用蘇木素-伊紅(HE)染色法檢測心肌組織結(jié)構(gòu)變化。
正常對照組小鼠精神狀態(tài)良好,進(jìn)食情況與體質(zhì)量增長情況均正常;阿霉素模型組體重明顯下降,出現(xiàn)精神萎靡不振、輕微腹瀉等狀況,于給藥7次后出現(xiàn)死亡情況;京尼平苷小劑量與大劑量小鼠體重均有所增加,京尼平苷大劑量增加較為明顯,京尼平苷小劑量與大劑量均有輕微腹瀉的狀況,小劑量組出現(xiàn)胸腔淤血,大劑量組胸腔有積液。見表1。
表1 各組小鼠存活率
與正常對照組比較,*P<0.01
由表2得知,與正常對照組比較,阿霉素組心臟質(zhì)量和體質(zhì)量都下降,但是HW/BW比卻升高,具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。與阿霉素組比較,京尼平苷小劑量和大劑量組心臟質(zhì)量變化不大,但體質(zhì)量卻增加較多,因而HW/BW比都有所降低,具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2。
表2 各組小鼠HW/BW變化比較
與正常對照組比較,*P<0.05;與阿霉素模型組比較,#P<0.05,##P<0.01
各組小鼠取適量血清,檢測CK 和LDH。表3表明,與正常對照組相比較,阿霉素組的CK和LDH含量都增加。與阿霉素組相比較,給予小劑量的京尼平苷后CK和LDH值略有下降,但都無統(tǒng)計學(xué)差異,而給予大劑量的京尼平苷后,CK和LDH值都減少,且有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)。
表3 各組小鼠血清CK和LDH活性變化
與正常對照組比較,*P<0.05;與阿霉素模型組比較,#P<0.05
HE染色后,在光鏡下觀察發(fā)現(xiàn):正常對照組心肌結(jié)構(gòu)完整,無心肌纖維斷裂、破壞,間隙比例正常,細(xì)胞質(zhì)均勻,核清晰可見;而阿霉素模型組心肌結(jié)構(gòu)紊亂,肌纖維部分?jǐn)嗔?,間隙變大,心肌細(xì)胞壞死,有炎癥細(xì)胞浸潤;給予京尼平苷小劑量組后,心肌結(jié)構(gòu)有所改善,間隙縮小。京尼平苷大劑量組改善作用更加明顯,肌纖維排列致密,少見心肌細(xì)胞壞死或炎癥細(xì)胞浸潤等現(xiàn)象。見圖1(封二)。
阿霉素對線粒體內(nèi)膜中心磷脂的結(jié)合具有高親和力[7],因此,心臟易受阿霉素相關(guān)損傷,因為它含有比其他器官更多的線粒體和更少的抗氧化酶。阿霉素誘導(dǎo)的心臟毒性機(jī)制是多因素的[8],它主要與活性氧(ROS)的產(chǎn)生、心肌細(xì)胞的凋亡、線粒體損傷、心臟能量代謝的損害和腺苷—磷酸激活的蛋白激酶(AMPK)信號傳導(dǎo)途徑的缺陷有關(guān)[9-10]。本文首先通過HW/BW比發(fā)現(xiàn)阿霉素組比正常對照組高,進(jìn)一步測定血清中LDH的水平,發(fā)現(xiàn)阿霉素組LDH的釋放增多,為進(jìn)一步證明LDH的釋放是心臟損傷而不是其他器官受損而釋放出的,我們繼續(xù)檢測了心臟譜酶中的肌酸激酶CK,發(fā)現(xiàn)阿霉素組CK含量升高,這些都從常見的生化指標(biāo)中反映心臟已經(jīng)發(fā)生損傷性改變。京尼平苷有抗炎作用,對缺血的心肌也有保護(hù)作用[4]。我們的研究也表明預(yù)先給予大劑量的京尼平苷不僅對心臟的體質(zhì)比HW/BW有影響,也對LDH和CK的釋放量有抑制作用。但是,小劑量的京尼平苷僅對體質(zhì)比HW/BW有影響,對LDH和CK的釋放沒有減少作用。
阿霉素對心肌的損傷不僅表現(xiàn)在心臟體質(zhì)比或血清中生化指標(biāo)的改變,也會對心肌的組織結(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷。我們的研究結(jié)果表明,給予阿霉素后,通過HE染色發(fā)現(xiàn)心肌纖維斷裂,間隙變大,心肌細(xì)胞發(fā)生凋亡或有炎癥細(xì)胞的浸潤等改變。而預(yù)先給予小劑量的京尼平苷后,心肌結(jié)構(gòu)有輕微的改善;給予大劑量的京尼平苷,心肌結(jié)構(gòu)則明顯改善,心肌纖維排列致密,整齊。因此,京尼平苷能改善阿霉素所致心臟毒性的結(jié)構(gòu)改變。
因此,本研究發(fā)現(xiàn)京尼平苷改善阿霉素引起的心臟毒性,初步從血清生化和心臟組織形態(tài)學(xué)等方面去驗證。但京尼平苷對阿霉素所致心臟毒性的保護(hù)作用的機(jī)制有待深層次的探討,有望為減少阿霉素臨床應(yīng)用中所致心臟的不良反應(yīng)提供新的保護(hù)藥物。