李立杰,葛華 ,陳曦,魯偉,王月,陳克研
(1.沈陽醫(yī)學院附屬中心醫(yī)院心內(nèi)科,沈陽 110024;2.中國醫(yī)科大學實驗動物部,沈陽 110122)
內(nèi)皮細胞主要以旁分泌的形式分泌血管內(nèi)皮衍生舒張因子 (endothelium derived relaxing factor,EDRF) 和內(nèi)皮源血管收縮因子 (endothelium derived contracting factor,EDCF),兩者共同調(diào)節(jié)血管張力。正常情況下,EDRF與EDCF處于平衡狀態(tài),但是在高血壓病理情況下,血管壓力增加,打破了EDRF與EDCF的平衡,造成內(nèi)皮細胞形態(tài)結構改變和功能的失調(diào),加速高血壓的發(fā)生與發(fā)展,因此,血管內(nèi)皮損傷既是高血壓的病理結果,也是高血壓的致病因素[1-2]。近年來減輕血管內(nèi)皮損傷,改善血管內(nèi)皮功能已經(jīng)成為治療高血壓的研究熱點[3]。麝香通心滴丸是目前國內(nèi)應用于冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ê喎Q冠心?。?治療的中藥復方藥物,由麝香、人參、莖葉總皂苷、蟾酥、丹參、熊膽粉、人工牛黃及冰片組成,具有芳香益氣通脈,活血化瘀止痛之效[4-5]。臨床研究[6]表明,麝香通心滴丸具有保護血管內(nèi)皮作用,但具體分子機制尚不明確。
RhoA/ROCK信號通路是心血管系統(tǒng)領域的熱點通路,RhoA GTP酶及其下游ROCK與血管平滑肌收縮、應力纖維形成、細胞遷移及血壓調(diào)節(jié)等過程有關[7]。因此,RhoA/ROCK信號通路對高血壓、動脈粥樣硬化及中風等心血管系統(tǒng)疾病具有重要的調(diào)節(jié)作用。本研究建立高血壓大鼠模型,給予麝香通心滴丸干預治療,探討麝香通心滴丸對高血壓大鼠血管內(nèi)皮的作用及可能的機制。
SPF級雄性自發(fā)性高血壓大鼠20只及同類正常血壓大鼠10只,體質(zhì)量200~220 g,購自上海高血壓病研究所實驗動物中心。大鼠分籠飼養(yǎng),室溫20~25 ℃,濕度50%,每天光照12 h。適應性飼養(yǎng)1周后,采用隨機數(shù)字表法將自發(fā)性高血壓大鼠分為模型組 (SHR組) 及麝香通心滴丸組 (STX組),每組10只;正常血壓大鼠作為對照組。
根據(jù)人體與動物藥物等效劑量換算公式[8]:B種動物的劑量 (g)=A種動物劑量 (g/kg)×W (折算系數(shù))×B種動物的體質(zhì)量 (kg)。人與大鼠的折算系數(shù)為6。因此,麝香通心滴丸的大鼠給藥劑量約為4.2 mg/kg,將麝香通心滴丸利用無菌蒸餾水配制成420 mg/mL藥液,灌胃給藥,1次/d,連續(xù)治療2周,每周測量1次體質(zhì)量,并根據(jù)體質(zhì)量變化調(diào)整給藥劑量,對照組和SHR組給予等體積蒸餾水。
分別于給藥前,給藥1周、2周后,進行大鼠尾動脈血壓測量,在恒溫安靜的環(huán)境下,上午8:00至12:00進行大鼠動脈血壓測量,每次每只大鼠重復測量3次,血壓以波動不超過10 mmHg為宜,取3次平均值。
給藥2周后大鼠禁食12 h,然后戊巴比妥鈉(50 mg/kg) 腹腔注射麻醉,于腹主動脈采血8 mL,10 000 r/min離心10 min分離血清,-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?%多聚甲醛灌注血管,隨后生理鹽水沖洗5 min,暴露胸主動脈,每只大鼠取胸主動脈 (約4.0 cm),液氮冷凍后置于-80 ℃深凍冰箱保存。
分別采用硝酸還原酶法測定各組大鼠血管內(nèi)皮NO含量、TBA法測定大鼠血管內(nèi)皮MDA含量、采用羥胺法測定大鼠血管內(nèi)皮SOD活性 (南京建成生物技術有限公司)。將各組大鼠胸主動脈,用1 mL預冷的PBS緩沖液勻漿,4 ℃ 10 000 r/min離心10 min,吸取上清液至新的離心管中,采用考馬斯亮藍檢測組織勻漿液中蛋白含量。大鼠胸主動脈NO、MDA含量及SOD活性檢測實驗步驟嚴格按照試劑盒說明書進行。
酶聯(lián)免疫吸附實驗 (enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA) 檢測各組大鼠血清中ET-1及VEGF含量,步驟嚴格按照試劑盒說明書進行操作。酶標儀在450 nm波長下檢測吸光度值,根據(jù)梯度濃度標準品的OD值繪制標準曲線,得到回歸方程,根據(jù)回歸方程計算樣品中ET-1及VEGF含量。
利用TRIzol法提取組織中總RNA,取各組大鼠胸主動脈加入1 mL TRIzol進行勻漿,勻漿液置于1.5 mL 離心管中備用;每管加入0.2 mL 氯仿,蓋緊蓋子后劇烈震搖15 s,冰浴5 min。4 ℃ 12 000 r/min離心10 min;取上層水相,加入0.5 mL 異丙醇,輕輕顛倒,冰浴10 min。4 ℃ 12 000 r/min離心10 min;棄上清,加入1 mL用DEPC處理的水配置的75%乙醇,洗滌沉淀。4 ℃ 7 500 r/min離心5 min;棄上清,自然吹干后用0.01% DEPC溶解沉淀,待用。按照試劑盒說明書合成cDNA。取2 μL cDNA為模板,按照實時 PCR說明書進行體外擴增,以β-actin作為內(nèi)參,引物序列如下:β-actin,上游5’-GGGAAATCGTGCGTGACAT-3’,下游5’-TCAGGAGGAGCAATGATCTTG-3’;ET-1,上游5’-AGGCGATCAGAGCAACCAG -3’,下游5’-CCA TCAAGGAGGAGCAGGA-3’;VEGF,上游5’-ACGTC GGAGAGCAACGTCAC-3’,下 游5’-ACCGGGATTTC TTGCGCTTTCGT-3’。結果使用2-△△Ct法計算基因相對表達變化。反應體系50 μL,反應條件如下:在95 ℃預變性5 min;94 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 60 s,循環(huán)30次;72 ℃ 1 min。
將大鼠胸主動脈剪碎,提取總蛋白,4 ℃ 12 000 r/min離心20 min,使用BCA蛋白定量試劑盒對蛋白進行定量,進行SDS-聚丙烯酸胺凝膠電泳,使用PVDF膜轉膜2 h,5%脫脂奶粉封閉液封閉1 h,TBST洗膜,分別加入RhoA、ROCK、MLC及β-actin一抗(1 ∶1 000),TBST洗膜加入相應HRP標記二抗稀釋濃度為1 ∶1 000,室溫孵育1 h。TBST洗膜,ECL發(fā)光試劑盒發(fā)光,凝膠成像系統(tǒng)成像,Image J軟件計算灰度值,采用目的條帶與內(nèi)參蛋白條帶光密度比值作為結果。
在給予麝香通心滴丸治療前,SHR組及STX組大鼠收縮壓與對照組比較明顯升高,差異具有統(tǒng)計學意義 (P< 0.05),而SHR組與STX組大鼠收縮壓差異沒有統(tǒng)計學意義 (P> 0.05) ;在給藥1周及2周后結果顯示,與SHR組比較,STX組大鼠尾動脈收縮壓明顯降低,差異有統(tǒng)計學意義 (P< 0.05),見表1。
表1 各組大鼠不同時期收縮壓比較 (mmHg)Tab.1 Changes in systolic blood pressure at different time points in each group (mmHg)
與對照組比較,SHR組大鼠血管組織中NO含量及SOD活性明顯降低,而MDA含量卻顯著增加,差異有統(tǒng)計學意義 (均P< 0.05) ;給予麝香通心滴丸治療后,與SHR組比較,STX組大鼠血管組織中NO含量及SOD活性明顯增加,而MDA含量顯著降低 (均P<0.05),見表2。麝香通心滴丸能夠明顯增加高血壓大鼠血管內(nèi)皮NO含量并減輕氧化應激水平。
如表3所示,與對照組比較,SHR組大鼠血清中ET-1及VEGF含量明顯升高 (P< 0.05) ;給予麝香通心滴丸治療后,與SHR組比較,STX組大鼠血清中ET-1及VEGF含量顯著降低 (P< 0.05)。麝香通心滴丸能夠調(diào)節(jié)高血壓大鼠體內(nèi)血管活性物質(zhì)的水平。
表2 各組大鼠血管組織中NO、MDA含量及SOD活性比較Tab.2 Comparison of NO,MDA content,and SOD activity in the vascular tissues of rats in each group
表3 各組大鼠血清中ET-1、VEGF含量及血管組織中ET-1、VEGF mRNA表達比較Tab.3 Comparison of ET-1 and VEGF levels in serum,as well as those of ET-1 and VEGF mRNA expression in the vascular tissues of rats in each group
與對照組比較,模型組大鼠血管組織中ET-1及VEGFmRNA明顯升高 (P< 0.05) ;給予麝香通心滴丸治療后,與SHR組比較,大鼠血管組織中ET-1及VEGFmRNA顯著降低 (均P< 0.05),見表3,與血清ELISA結果一致。
結果顯示,與對照組比較,SHR組大鼠RhoA、ROCK及MLC蛋白表達量明顯升高 (均P< 0.05) ;給予麝香通心滴丸治療后,與SHR組比較,STX組大鼠血管組織中RhoA、ROCK及MLC蛋白表達明顯降低 (均P< 0.05),見圖1、表4。麝香通心滴丸發(fā)揮對高血壓大鼠血管內(nèi)皮的保護作用,可能與抑制RhoA/ROCK信號通路有關。
圖1 各組大鼠RhoA、ROCK及MLC蛋白表達Fig.1 RhoA,ROCK,and MLC protein expression in each group
血管內(nèi)皮細胞是循環(huán)血液與血管內(nèi)皮組織之間的單層細胞,是機體血液與組織之間的代謝交換屏障,也是機體分泌多種活性物質(zhì)的內(nèi)分泌腺,具有調(diào)節(jié)血管收縮及舒張的能力。血管內(nèi)皮是調(diào)節(jié)血管張力、細胞生長以及白細胞、血小板和血管壁之間相互作用的組織,血管內(nèi)皮功能不良與高血壓的發(fā)生發(fā)展密切相關[9]。內(nèi)皮功能障礙可增加全身血管阻力,從而導致高血壓的發(fā)展[10]。中醫(yī)藥治療血管性病變主要以活血化瘀為主,降脂、抗凝,從而起到調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮功能的作用。麝香通心滴丸主要成分麝香具有抗血栓、抗血小板聚集的作用,并能抑制心肌耗氧量,對冠心病患者的血管內(nèi)皮具有一定的保護作用;人參主要成分人參皂苷具有較強的抗氧化作用,對心肌缺血再灌注損傷、肝損傷及高血壓、高血脂等大鼠模型均能夠發(fā)揮清除氧自由基、抑制氧化應激的作用;蟾酥具有調(diào)節(jié)血壓、擴張冠狀動脈作用,同時還能夠抑制炎癥、調(diào)節(jié)免疫;丹參及熊膽粉具有降脂溶栓的作用[11-12]。因此,麝香通心滴丸能夠多方面糾正血管內(nèi)皮功能紊亂,保護血管內(nèi)皮功能。
表4 各組大鼠RhoA、ROCK及MLC蛋白表達比較Tab.4 Comparison of RhoA,ROCK,and MLC protein expression in rats in each group
NO在心血管系統(tǒng)疾病發(fā)病機制及治療中具有重要作用,NO能抑制血小板的聚集,防止血栓形成,抑制炎癥浸潤,增強免疫調(diào)節(jié),降低血壓和調(diào)節(jié)血管張力[13]。NO通過激活鳥苷酸環(huán)化酶以增加環(huán)磷酸鳥苷水平,環(huán)磷酸鳥苷能減少大量鈣依賴性細胞內(nèi)鈣的含量,從而抑制鈣介導的磷酸化,達到擴張血管目的。NO還能夠通過調(diào)節(jié)血管張力抑制血管緊張素Ⅱ?qū)」躈a+的重吸收,影響胞內(nèi)環(huán)磷酸腺苷對腎臟水鈉鹽濾過、重吸收,從而調(diào)節(jié)血壓[14]。在病理狀態(tài)下,NO釋放受到抑制,造成血管舒張功能障礙或血管內(nèi)皮收縮因子生成增加,導致血壓升高,血壓升高加重對內(nèi)皮細胞的損害,進一步抑制NO的釋放,造成惡性循環(huán)[15]。本研究STX組給予麝香通心滴丸后大鼠體內(nèi)NO水平明顯增加,說明其具有逆轉高血壓造成的NO合成及釋放量降低的作用。
ET-1是由血管內(nèi)皮分泌的細胞因子,具有強烈的縮血管作用。ET-1與NO是相互制約的血管活性物質(zhì),NO水平降低,ET-1水平則會增加,造成血管收縮。ET-1還能夠通過激活鈣通道,增加鈣內(nèi)流,促進血管平滑肌收縮和增生,增加外周血管阻力,引起血壓升高[16]。VEGF是重要的促進血管生成的細胞因子。有研究[17]表明,高血壓發(fā)生后VEGF表達升高,進而抑制血管內(nèi)皮細胞凋亡促進增殖,導致血管通透性增加,可能與激活PI3K/AKT信號通路有關。本研究發(fā)現(xiàn)麝香通心滴丸治療后,大鼠血清中ET-1及VEGF含量及胸主動脈ET-1及VEGFmRNA的表達明顯降低,發(fā)揮了對高血壓大鼠血管內(nèi)皮的保護作用。
研究[18]顯示高血壓可導致機體SOD活性降低及MDA含量增加,從而發(fā)生氧化應激反應,導致血管內(nèi)皮細胞功能受損。本研究中,高血壓大鼠血管內(nèi)皮中SOD活性明顯降低,而MDA含量明顯增加(均P< 0.05) ;麝香通心滴丸治療能夠增加SOD活性,降低MDA含量,改善高血壓大鼠氧化應激水平,從而改善血管內(nèi)皮損傷。
有研究[6,19]表明,RhoA/ROCK信號通路參與高血壓的發(fā)生與發(fā)展,在不同高血壓大鼠模型血管內(nèi)皮中均可以檢測出RhoA、ROCK的大量激活。給予ROCK抑制劑可不同程度降低血壓,因此推測RhoA/ROCK信號通路有可能成為高血壓治療的有效靶點[20]。RhoA是Rho GTP酶家族中研究最廣泛的成員之一,RhoA介導應力纖維的形成。ROCK為Rho激酶,是RhoA最直接的下游靶基因,具有調(diào)節(jié)細胞收縮、遷移和增殖等多種功能。血管內(nèi)皮收縮與舒張的平衡對于維持血壓穩(wěn)定至關重要,RhoA/ROCK信號通路可以誘導機體對鈣離子的敏感性增加,抑制MLC蛋白活性導致血管內(nèi)皮收縮;同時,RhoA/ROCK信號通路激活后還能夠促進MLC磷酸化,誘導血管內(nèi)皮收縮,使血壓升高[21-22]。本研究結果發(fā)現(xiàn),麝香通心滴丸可以抑制高血壓大鼠血管組織中RhoA、ROCK及MLC蛋白的表達,從而抑制RhoA/ROCK信號通路活性,抑制血管收縮,降低血管通透性,改善高血壓大鼠血管內(nèi)皮損傷。
綜上所述,麝香通心滴丸能夠增加高血壓大鼠NO合成及釋放,抑制血管活性物質(zhì)ET-1及VEGF的含量,改善氧化應激,發(fā)揮降壓和保護血管內(nèi)皮的作用,其機制可能與抑制RhoA/ROCK信號通路有關。