魏佳明,李 雅,郭志華,匡 琳,李 卉
(1.湖南中醫(yī)藥大學(xué) 第一中醫(yī)臨床學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙 410208;2.湖南中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙410208;3.湖南中醫(yī)藥大學(xué) 中醫(yī)學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙 410208)
慢性心力衰竭(chronic heart failure, CHF)是心室充盈或射血能力受損的一組復(fù)雜綜合征,其發(fā)病率、死亡率高,造成了嚴(yán)重的醫(yī)療負(fù)擔(dān)[1-3]。心肌重構(gòu)是心衰臨床進(jìn)展的關(guān)鍵機(jī)制,而心肌纖維化是心肌病理性重塑的重要基礎(chǔ)[4-5]。近年來大量研究顯示,轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)過度表達(dá)是導(dǎo)致心肌纖維化的主要原因之一[6-8]。益心泰由黃芪、丹參、紅花、豬苓、澤瀉等藥配伍組成,具有藥效物質(zhì)基本明確、作用機(jī)理相對(duì)清晰及安全有效、質(zhì)量可控等特點(diǎn)。研究表明,益心泰有效組分(effective components of Yixintai,ECYXT)具備抗心室重構(gòu)功能,且能保護(hù)心肌纖維[9],但其作用機(jī)制尚不清晰。因此,本研究以兔慢性心衰模型為研究對(duì)象,采用益心泰有效組分進(jìn)行干預(yù),觀察干預(yù)后兔心率、尿量及E/A比值等指標(biāo)的變化,并檢測(cè)心肌組織TGF-β mRNA及蛋白表達(dá)水平,深入研究益心泰有效組分對(duì)慢性心衰兔的作用機(jī)制,為其防治心衰提供依據(jù)。
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 120只健康新西蘭兔,普通級(jí),體質(zhì)量為1.5 ~ 2.0 kg,雌雄各半。購(gòu)于湖南太平生物科技有限公司,動(dòng)物許可證編號(hào):SCXK(湘)2015-0004,合格證號(hào):NO.43608300000615。不限制食水,通風(fēng),室溫約23℃,濕度50% ~ 60%,正常光/暗周期,分籠飼養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)得到湖南中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理審查委員會(huì)批準(zhǔn)(LL2018010801)。
1.1.2 實(shí)驗(yàn)藥物 黃芪、丹參、紅花、豬苓、澤瀉等購(gòu)于湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院(經(jīng)湖南中醫(yī)藥大學(xué)郭志華教授鑒定,符合《中國(guó)藥典》2020年版一部規(guī)定),按照3∶1∶1.5∶1∶1配比,采用系統(tǒng)溶劑法與大孔樹脂吸附法相結(jié)合,對(duì)益心泰復(fù)方中四個(gè)不同極性部位的藥效組分進(jìn)行分離,根據(jù)最佳工藝條件,分離得到益心泰有效組分提取液,冷凍干燥得提取物(含總皂苷372.4 mg/g、總黃酮98.3 mg/g、總多糖445.8 mg/g);氯沙坦鉀(50 mg/片,杭州默沙東制藥有限公司,批號(hào):H20000371);丙基硫氧嘧啶(50 mg/片,蘇州東瑞制藥有限公司,批號(hào):H32020795);烏拉坦(美國(guó)Sigma公司,批號(hào):94300);生理鹽水(500 mL/瓶,四川科倫藥業(yè)股份有限公司,批號(hào):H51021158)。
1.1.3 試劑 多聚甲醛(批號(hào):16005)、蘇木精(批號(hào):H9627)、伊紅(批號(hào):E4009)、Pluronic-F127(批號(hào):P2443)等購(gòu)自美國(guó)Sigma公司;石蠟購(gòu)自河南天孚化工有限公司;TGF-β抗體(批號(hào):#3711)購(gòu)自美國(guó)Cell Signaling Technology公司;GAPDH抗體(批號(hào):ab181602)購(gòu)自艾博抗(上海)貿(mào)易有限公司;RIPA裂解液、PMSF、BSA蛋白定量試劑盒等購(gòu)自北京索萊寶生物科技有限公司;反轉(zhuǎn)錄試劑盒(批號(hào):RR047A)、SYBR Premix EX Taq TM II( 批號(hào):DRR820A)等購(gòu)自日本Takara公司;TrIzol試劑(批號(hào):15596-026)購(gòu)自美國(guó)Invitrogen公司;Fluo3/AM(批號(hào):S1056)購(gòu)自上海碧云天生物技術(shù)公司。
1.1.4 儀器 Sequoia 512型超聲心動(dòng)圖機(jī)(德國(guó)西門子公司);FV3000型激光掃描共聚焦顯微鏡(日本奧林巴斯公司);DYY-7C型電泳儀(北京市六一儀器廠);SYSTEM GelDoc XR+型凝膠成像系統(tǒng)(美國(guó)Bio-Rad公司);iQ5型PCR儀(美國(guó)Bio-Rad公司)。
1.2.1 動(dòng)物分組及模型制備 參考文獻(xiàn)[10],采用阿霉素耳緣靜脈注射+丙基硫氧嘧啶灌胃制作心衰兔模型。根據(jù)隨機(jī)原則,將20只實(shí)驗(yàn)兔作正常對(duì)照組,余下100只進(jìn)行造模處理。固定兔于手術(shù)臺(tái),模型兔予丙基硫氧嘧啶灌胃,劑量按兔每日進(jìn)食量的0.2%,每日1次;并分別于每周三、周日下午耳緣靜脈注射阿霉素溶液1 mg/kg,濃度為1 mg/mL。正常對(duì)照組予等次等量的生理鹽水灌胃與耳緣靜脈注射。連續(xù)造模8周。
1.2.2 干預(yù)方法 將造模成功的模型兔按完全隨機(jī)設(shè)計(jì)方法分為HF模型組(17只)、益心泰有效組分低劑量組(17只)、中劑量組(17只)、高劑量組(17只)和氯沙坦鉀組(16只),另設(shè)正常對(duì)照組(20只),一共為6組。于造模后第1周開始灌胃,根據(jù)成人體表面積換算法,結(jié)合臨床用藥經(jīng)驗(yàn)和既往實(shí)驗(yàn)研究,確定益心泰有效組分低、中、高劑量組分別按照2.1 g/kg、4.2 g/kg、8.4 g/kg,給藥前予以蒸餾水稀釋后灌胃。氯沙坦鉀組(制作成氯沙坦鉀懸液)按照2.75 mg/kg,正常對(duì)照組與HF模型組灌服同等容積的蒸餾水,各組灌胃量均為每次10 mL/kg,均每日1次,連續(xù)4周。
1.3.1 一般情況 觀察兔的毛色、精神狀態(tài)、活動(dòng)度、心率、尿量、水腫等一般情況。
1.3.2 E/A比值檢測(cè) 麻醉完成后將兔平臥位固定,超聲心動(dòng)圖機(jī)探頭頻率3~8 MHz,取心前區(qū)左室長(zhǎng)軸最大直徑處,M型超聲標(biāo)記室間隔和左室后壁收縮末與舒張末期心內(nèi)膜位置,隨機(jī)軟件自動(dòng)計(jì)算兔E/A比值,取5個(gè)心動(dòng)周期讀數(shù)平均值。
1.3.3 TGF-β mRNA檢測(cè) RT-PCR法測(cè)定心肌組織TGF-β mRNA水平,TRIzol抽提總RNA,計(jì)測(cè)OD值,檢測(cè)RNA的純度及濃度并定量。逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA:配置逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系(20 μL),用去離子水1∶3稀釋后貯存于-20℃冰箱備用。引物設(shè)計(jì)與合成:TGF-β:F:5′-AACTACTGCTTCAGCTCCAC-3′;R:5′-GTAACACGATGGCGAGTGCG-3′。PCR反 應(yīng)體系:配置逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系(20 μL),置于PCR儀中,95℃ 30 s,95℃ 5 s,60℃ 30 s,72℃ 20 s,步驟2—4循環(huán)40次,72℃ 10 min。PCR產(chǎn)物長(zhǎng)度為250 bP。1.3.4 TGF-β 蛋白檢測(cè) 采用Western blot法測(cè)定,液氮研磨心肌組織后,加入裂解液,冰上放置20 min,充分裂解,4℃,12 000 r/min,離心15 min,取上清,BCA法蛋白定量,制備SDS-PAGE濃縮膠與分離膠,上樣,電泳,轉(zhuǎn)膜,封閉,配一抗,上一抗,上二抗,顯影成像,利用Quantity-One 圖像分析軟件分析各樣品目的條帶的灰度值,以看家基因GAPDH為內(nèi)對(duì)照,計(jì)算TGF-β蛋白條帶與GAPDH條帶灰度值之比,并將基礎(chǔ)數(shù)值(正常對(duì)照組)設(shè)置為“1”進(jìn)行比較,從而得出各組最后結(jié)果。
用SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差±s)表示,多組間比較采用方差分析。以P< 0.01為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
用藥后,各用藥組兔毛毛色枯槁、精神萎靡、少動(dòng)少氣、水腫及心率加快、尿量減少(心率、尿量情況詳見表1)等癥狀均有所改善,以中、高劑量組和氯沙坦鉀組較明顯。HF模型組沒有明顯的改變,并且其中部分實(shí)驗(yàn)兔較前嚴(yán)重。用藥干預(yù)全過程中,HF模型組和低劑量組兔各死亡3只(均死于腹瀉),中劑量組兔死亡2只(均死于腹瀉),高劑量組、氯沙坦鉀組各死亡1只(均死于腹瀉),正常對(duì)照組無死亡。
用藥后,與正常對(duì)照組比較,HF模型組心率加快、尿量減少(P< 0.01),E/A比值下降(P< 0.01);與HF模型組比較,各給藥組心率降低、尿量有所增加(P< 0.01),E/A比值上升(P< 0.01);與低劑量組比較,中、高劑量組和氯沙坦鉀組心率降低、尿量增加(P< 0.01),E/A比值升高(P< 0.01);而中、高劑量組與氯沙坦鉀組心率、尿量、E/A比值比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P> 0.05),結(jié)果見表1。
表1 ECYXT對(duì)慢性心衰兔心率、尿量、E/A比值的影響(±s)Tab. 1 Effects of ECYXT on heart rate, urine volume and ratio of E/A in CHF rabbits( ±s)
表1 ECYXT對(duì)慢性心衰兔心率、尿量、E/A比值的影響(±s)Tab. 1 Effects of ECYXT on heart rate, urine volume and ratio of E/A in CHF rabbits( ±s)
注:與HF模型組比較,△△P < 0.01;與益心泰有效組分低劑量組比較,**P< 0.01。
正常分 對(duì)組照組 2 n 0 21(1.2次心0 ±率/m 5 i./n9)4△△** 0.9(7尿m±L量0./0h/3)△△** 1.49 ±Em /0Am.0/4△△**HF 模型組 14 234.79 ± 5.85 0.62 ± 0.02 0.60 ± 0.02益心泰有效組分14 224.07 ± 5.48△△ 0.67 ± 0.02△△ 0.68 ± 0.02△△益心低泰劑有量效組組分15 218.07 ± 5.88△△** 0.90 ± 0.02△△** 1.22 ± 0.03△△**益心中泰劑有量效組組分16 217.13 ± 6.31△△** 0.91 ± 0.03△△** 1.23 ± 0.04△△**高劑量組氯沙坦鉀組 15 215.27 ± 5.50△△** 0.92 ± 0.03△△** 1.24 ± 0.03△△**F 31.14 584.16 1 940.07 P 0.000 0.000 0.000
與正常對(duì)照組比較,HF模型組TGF-β mRNA水平升高(P< 0.01);與HF模型組比較,各用藥組TGF-β mRNA水平均降低(P< 0.01);與低劑量組比較,中、高劑量組和氯沙坦鉀組心肌組織TGF-β mRNA水平均降低(P< 0.01);而中、高劑量組與氯沙坦鉀組心肌組織TGF-β mRNA水平比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P> 0.05)。
與正常對(duì)照組比較,HF模型組TGF-β 蛋白表達(dá)升高(P< 0.01);與HF模型組比較,各用藥組TGF-β蛋白表達(dá)均降低(P< 0.01);與低劑量組比較,中、高劑量組和氯沙坦鉀組心肌組織TGF-β蛋白表達(dá)均降低(P< 0.01);而中、高劑量組與氯沙坦鉀組心肌組織TGF-β蛋白表達(dá)比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P> 0.05),結(jié)果見圖1、表2。
圖1 ECYXT對(duì)慢性心衰兔心肌組織TGF-β蛋白表達(dá)的影響Fig.1 Effects of ECYXT on the expression of TGF-β protein of myocardial tissue in CHF rabbits
表2 ECYXT對(duì)慢性心衰兔心肌組織TGF-β mRNA及蛋白表達(dá)的影響(±s)Tab. 2 Effects of ECYXT on the expression of TGF-β mRNA and protein of myocardial tissue in CHF(±s)
表2 ECYXT對(duì)慢性心衰兔心肌組織TGF-β mRNA及蛋白表達(dá)的影響(±s)Tab. 2 Effects of ECYXT on the expression of TGF-β mRNA and protein of myocardial tissue in CHF(±s)
注:與HF模型組比較,△△P< 0.01;與益心泰有效組分低劑量組比較,**P< 0.01。
分組 n TGF-β mRNA TGF-β蛋白正常對(duì)照組 20 1.12 ± 0.03△△** 1.00 ± 0.03△△**HF模型組 14 3.06 ± 0.09 3.17 ± 0.09益心泰有效組分低劑量組 14 2.97 ± 0.08△△ 2.74 ± 0.08△△益心泰有效組分中劑量組 15 1.55 ± 0.05△△** 1.55 ± 0.04△△**益心泰有效組分高劑量組 16 1.53 ± 0.04△△** 1.52 ± 0.04△△**氯沙坦鉀組 15 1.52 ± 0.03△△** 1.53 ± 0.04△△**F 3 313.93 3 528.82 P 0.000 0.000
慢性心力衰竭的重要病理機(jī)制是心肌重構(gòu)[11],在心肌重構(gòu)發(fā)生發(fā)展過程中TGF-β過度表達(dá)所致的心肌纖維化為其始動(dòng)因素。益心泰的臨床用藥表明其具有抗心室重構(gòu)、改善心衰的作用,組方中的黃芪、紅花、丹參等藥有明確的下調(diào)TGF-β表達(dá),減輕心肌纖維化的功效[12-14],且前期網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)發(fā)現(xiàn)TGF-β為益心泰治療心衰的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)[15]。因而推測(cè),益心泰可作用于TGF-β,減輕心肌纖維化程度,進(jìn)而達(dá)到改善心衰的效果。
本研究中HF模型組較正常對(duì)照組心率加快、尿量減少、E/A比值下降,提示CHF兔心衰的形成。從本研究結(jié)果可以看出,益心泰有效組分的使用可以提高CHF兔的心功能、改善心衰,其作用機(jī)理可能與下調(diào)TGF-β mRNA及蛋白表達(dá),進(jìn)而干預(yù)成纖維細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)因子的表達(dá)及調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖黏附與遷移等過程有關(guān)[16]。且益心泰有效組分中、高劑量組下調(diào)TGF-β mRNA及蛋白表達(dá)能力和改善心衰療效強(qiáng)于低劑量組。
本研究通過觀察益心泰有效組分對(duì)慢性心力衰竭兔模型的干預(yù)作用,比較了各組兔心率、尿量、E/A比值、心肌組織TGF-β mRNA及蛋白表達(dá)等指標(biāo),表明益心泰有效組分提高心功能、改善心衰的機(jī)制可能與抑制TGF-β mRNA及蛋白表達(dá)有關(guān)。考慮到心衰發(fā)病機(jī)制的復(fù)雜性以及中藥復(fù)方多途徑、多靶點(diǎn)的作用特性,對(duì)益心泰有效組分治療心衰的機(jī)制仍需進(jìn)行更全面、深入的研究,以便更好地應(yīng)用于臨床。