王付啟,李文濤,王媛,秦合偉*
(1.駐馬店市中醫(yī)院,河南 駐馬店 463000;2.河南中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院,河南 鄭州 450000)
動(dòng)脈粥樣硬化(Atherosclerosis,AS)是缺血性心腦血管疾病的主要病理基礎(chǔ),目前,西醫(yī)藥治療AS 的療效不甚理想[1],中醫(yī)藥防治AS 取得了一定的成果,但作用機(jī)制尚不明確。新近發(fā)現(xiàn)微小RNA(microRNA,miRNA)在AS 形成中具有重要的作用,miR-17-5p能夠通過抑制血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)和極低密度脂蛋白受體(very low density lipoprotein receptor,VLDLR)的表達(dá),影響前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9(proprotein convertase subtillisin/kexin type 9,PCSK9)參與負(fù)調(diào)控VLDLR 的表達(dá),緩解內(nèi)膜增生、管腔狹窄,影響AS 的發(fā)生發(fā)展[2]。因此筆者推測中醫(yī)藥防治AS 的作用機(jī)制可能與調(diào)控miR-17-5p、靶向調(diào)控VLDLR 或靶向調(diào)控PCSK9 間接調(diào)控VLDLR 有關(guān)。鑒于前期化痰祛瘀法抗AS 的研究基礎(chǔ)[3],本研究旨在進(jìn)一步觀察化痰祛瘀法抗AS 的作用機(jī)制是否與靶向調(diào)控miR-17-5p、靶向調(diào)控VLDLR或靶向調(diào)控PCSK9 間接調(diào)控VLDLR,抑制血管炎性反應(yīng)有關(guān)。
ApoE-/-小鼠60只,SPF級(jí),8周齡,體質(zhì)量(20±2)g,雄性,購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(京)2016-0006;C57BL/6 小鼠15 只,體質(zhì)量(20±2)g,雄性,購自南京大學(xué)-南京生物研究所,動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(蘇)2015-0001;SD 大鼠60只,體質(zhì)量(300±20)g,雄性,購自鄭州市惠濟(jì)區(qū)華興實(shí)驗(yàn)動(dòng)物養(yǎng)殖場,動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(豫)2019-0002。所有動(dòng)物飼養(yǎng)于河南中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心,試驗(yàn)單位使用動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(豫)2016-0009;飼養(yǎng)環(huán)境溫度為(22±1)℃,濕度為60%~75%,12 h循環(huán)照明,動(dòng)物自由攝食、飲水。人血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)購自上海滬震生物科技有限公司。
本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案經(jīng)河南中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理委員會(huì)審核通過,符合安全性和公平性原則,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物符合國家對(duì)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的有關(guān)要求[4],倫理審核批準(zhǔn)標(biāo)號(hào):20190622。
本研究所用化痰祛瘀法藥物為血管軟化丸(組方:黃芪30 g,山楂20 g,萊菔子15 g,丹參、三七、陳皮各12 g,清半夏10 g,甘草6 g)。按照“人和動(dòng)物體表面積折算的等效劑量比率表”換算低、高2 個(gè)劑量分別為21.6、86.4 g/kg,分別相當(dāng)于60 kg 成人臨床用量等效劑量的5.8、23.3 倍,醫(yī)院煎藥房按照要求制備生藥含量分別為0.864、3.456 g/mL的水煎液。
PCR 試劑盒(TaKaRa 公司,批號(hào):A8203-6);BCA蛋白濃度測定試劑盒(碧云天公司,批號(hào):P0029);VLDLR 抗體(英國Abcam 公司,批號(hào):ab203271);PCSK9 抗體(Bioss 公司,批號(hào):bs-6060R);脂質(zhì)體2000 轉(zhuǎn)染試劑盒(美國Invitrogen 公司,批號(hào):1734976);微小RNA-17-5p 抑制物(廣州銳博生物科技有限公司合成);其他化學(xué)試劑均由河南中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院實(shí)驗(yàn)中心提供。
所有小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1 周。C57BL/6 小鼠給予全程普通飼料喂養(yǎng),作為對(duì)照組;ApoE?/?小鼠隨機(jī)分為模型組、miR-17-5p inhibitor 組、化痰祛瘀法高劑量組(高劑量組)和化痰祛瘀法低劑量組(低劑量組)4 組,每組15 只,全程均給予高脂飼料(含脂肪21%、膽固醇0.15%)喂養(yǎng)。飼養(yǎng)8 周后每組隨機(jī)抽取1 只小鼠,檢視其主動(dòng)脈壁可見明顯的斑塊形成則視為造模成功,造模成功后開始進(jìn)行干預(yù),連續(xù)干預(yù)8 周后取材進(jìn)行檢測。
對(duì)照組C57BL/6 小鼠給予尾靜脈注射生理鹽水處理;模型組ApoE-/-小鼠給予尾靜脈注射生理鹽水處理;miR-17-5p inhibitor組ApoE-/-小鼠給予尾靜脈注射miR-17-5p 抑制劑,劑量為30 mg/(kg·d),每周1 次;高劑量組ApoE-/-小鼠采用中藥灌胃,劑量為86.4 g/(kg·d),每日1 次;低劑量組ApoE-/-小鼠采用中藥灌胃,劑量為21.6 g/(kg·d),每日1次。
藥物干預(yù)8 周后,頸椎脫臼法處死小鼠,沿主動(dòng)脈瓣至髂動(dòng)脈分支處剝離全長主動(dòng)脈。選取近主動(dòng)脈瓣附近主動(dòng)脈壁,一部分固定于4%甲醛溶液中,用于HE 染色;一部分置于?80 ℃冰箱凍存,用于分子生物學(xué)等檢測。
1.5.1 ELISA 法測定外周血清中IL-6、IL-10 和TNF-α等炎癥因子水平
采集小鼠血漿,嚴(yán)格按照ELISA 試劑盒說明的操作方法檢測血清中TNF-α、IL-6 和IL-10水平。
1.5.2 RT-PCR 法檢測主動(dòng)脈miR-17-5p、VLDLR和PCSK9基因表達(dá)水平
將小鼠主動(dòng)脈組織稱取質(zhì)量后,加入適量的Trizol,提取總RNA。逆轉(zhuǎn)錄,采用SYBR Green 進(jìn)行qRTPCR 反應(yīng)。反應(yīng)參數(shù):95 ℃30 s,1 個(gè)循環(huán);95 ℃5 s,55 ℃10 s,40個(gè)循環(huán)[4]。樣本中目的基因的計(jì)算方法為2-ΔΔCT,GAPDH為內(nèi)參。引物序列:miR-17-5p正向引物為5′-CCAGCCAAAGTGCTTACAGTGC-3′,反向引物為5′-GTGCAGGGTCCGAGGTATTC-3′;VLDLR正向引物為5′-CCCGTTCTACTCAGTGTATCCC-3′,反向引物為5′-CTGCCATCGTCACAGTCATCC-3′;PCSK9正向引物為5′-GCGTCGTGGTGATTGGATTG-3′,反向引物為5′-CAGGGGTGTTGTGGATGCT-3′;GAPDH正向引物為5′-AGTGTGACGATTAATCGCAAG-3′,反向引物為5′-ATCCACATCTCTCGTTGTGGC-3′。
1.5.3 Western Blot 法檢測細(xì)胞中VLDLR 和PCSK9蛋白的表達(dá)
將主動(dòng)脈稱量后,提取蛋白,采用BCA 蛋白定量法,蛋白電泳,分離,轉(zhuǎn)膜,室溫下5%脫脂奶粉封閉2 h,用相應(yīng)的一抗(VLDLR 和PCSK9)分別按照1∶200和1∶500孵育,4 ℃過夜,洗滌后標(biāo)記二抗(滴度1∶200)雜交。采用化學(xué)發(fā)光試劑盒檢測,使用Image Lab 4.1圖像分析軟件檢測VLDLR 和PCSK9 印跡條帶凈吸光度值,以β-actin 為內(nèi)參照,結(jié)果以樣本灰度值/內(nèi)參照灰度值表示[4]。
所有數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,結(jié)果用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,方差齊時(shí)采用LSD法檢驗(yàn),方差不齊時(shí)采用Tamhanés 法檢驗(yàn),P< 0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
動(dòng)物造模鑒定時(shí)每組各處死1 只,飼養(yǎng)和給藥過程中各組小鼠因發(fā)生撕咬致死5 只,因灌胃致死2 只,由于個(gè)別數(shù)據(jù)明顯偏離樣本主體,采用偏度-峰度檢驗(yàn)法判斷離群值后剔除3 只,各組小鼠進(jìn)入統(tǒng)計(jì)的數(shù)量均為10只。
經(jīng)HE 染色后,光學(xué)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),模型組小鼠主動(dòng)脈管徑厚薄不均勻,內(nèi)膜不光滑,管腔內(nèi)可見明顯的條狀或片狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成,斑塊內(nèi)可見淺染無定形物和鈣化顆粒物,部分動(dòng)脈粥樣硬化斑塊截面積大于主動(dòng)脈截面積。miR-17-5p inhibitor組、高劑量組、低劑量組小鼠主動(dòng)脈管徑厚薄雖然不均勻,但主動(dòng)脈各層結(jié)構(gòu)清晰,血管細(xì)胞排列較整齊,AS 病變程度明顯輕于模型組。結(jié)果見圖1。
圖1 各組小鼠主動(dòng)脈病理形態(tài)影響觀察(HE染色,×200)
與對(duì)照組相比,模型組小鼠外周血清IL-6、IL-10 和TNF-α 水平均明顯較高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P< 0.05);與模型組相比,miR-17-5p inhibitor組、高劑量組、低劑量組小鼠外周血清中IL-6、IL-10和TNF-α 水平均明顯降低(P< 0.05),高劑量組、低劑量組小鼠之間各項(xiàng)血清指標(biāo)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P> 0.05)。這表明miR-17-5p 與TNF-α、IL-6、IL-10 水平呈正相關(guān),化痰祛瘀法能夠通過調(diào)控miR-17-5p 影響外周血清中IL-6、IL-10 和TNFα等血管炎癥因子水平。結(jié)果見表1。
表1 各組小鼠外周血IL-6、IL-10和TNF-α水平比較(±s,n=10,pg/mL)
表1 各組小鼠外周血IL-6、IL-10和TNF-α水平比較(±s,n=10,pg/mL)
注:與對(duì)照組比較,△P<0.05;與模型組比較,*P<0.05。
組別對(duì)照組模型組miR-17-5p inhibitor組高劑量組低劑量組TNF-α 10.14±1.84 33.47±4.61△18.19±7.15*19.26±2.59*19.89±1.78*IL-6 20.14±4.53 65.47±9.36△48.47±6.32*51.26±12.27*52.89±7.15*IL-10 165.50±28.24 392.14±31.21△191.25±26.15*231.98±34.67*235.01±36.83*
與對(duì)照組相比,模型組小鼠主動(dòng)脈miR-17-5p和VLDLR mRNA 表達(dá)水平均明顯較高(P< 0.05),PCSK9 mRNA 表達(dá)水平明顯較低(P<0.05)。與模型組相比,miR-17-5p inhibitor組、高劑量組、低劑量組小鼠主動(dòng)脈miR-17-5p 和VLDLR mRNA 表達(dá)均明顯下調(diào)(P< 0.05),PCSK9 mRNA 表達(dá)水平明顯上調(diào)(P< 0.05);高劑量組、低劑量組小鼠之間miR-17-5p、VLDLR 和PCSK9 mRNA 表達(dá)比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)果見表2。
表2 各組小鼠主動(dòng)脈miR-17-5p、VLDLR和PCSK9 mRNA表達(dá)水平比較(±s,n=10)
表2 各組小鼠主動(dòng)脈miR-17-5p、VLDLR和PCSK9 mRNA表達(dá)水平比較(±s,n=10)
注:與對(duì)照組比較,△P<0.05;與模型組比較,*P<0.05。
組別對(duì)照組模型組miR-17-5p inhibitor組高劑量組低劑量組PCSK9 1.57±0.21 0.27±0.06△1.36±0.32*0.84±0.19*0.83±0.15*miR-17-5p 1.05±0.11 2.05±0.16△0.86±0.19*1.48±0.54*1.50±0.61*VLDLR 1.12±0.19 2.14±0.28△0.94±0.33*1.54±0.24*1.61±0.28*
與對(duì)照組相比,模型組小鼠主動(dòng)脈VLDLR 蛋白表達(dá)明顯升高(P< 0.05),小鼠主動(dòng)脈PCSK9 蛋白表達(dá)水平明顯降低(P< 0.05)。與模型組相比,miR-17-5p inhibitor 組、高劑量組、低劑量組小鼠主動(dòng)脈VLDLR 蛋白表達(dá)均明顯降低(P< 0.05),主動(dòng)脈PCSK9 蛋白表達(dá)水平均明顯升高(P< 0.05);高劑量組、低劑量組小鼠之間VLDLR 和PCSK9 表達(dá)比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P> 0.05)。結(jié)果見表3和圖2。
表3 各組小鼠主動(dòng)脈VLDLR和PCSK9的蛋白表達(dá)水平比較(±s,n=10)
表3 各組小鼠主動(dòng)脈VLDLR和PCSK9的蛋白表達(dá)水平比較(±s,n=10)
注:與對(duì)照組比較,△P<0.05;與模型組比較,*P<0.05。
組別對(duì)照組模型組miR-17-5p inhibitor組高劑量組低劑量組PCSK9 1.13±0.18 1.06±0.17△2.32±0.45*1.84±0.26*1.77±0.33*VLDLR 1.06±0.12 2.14±0.24△0.95±0.36*1.53±0.26*1.63±0.26*
圖2 各組VSMC中VLDLR和PCSK9蛋白表達(dá)情況
miRNA 在疾病診斷和治療中發(fā)揮了重要的作用,研究者發(fā)現(xiàn)miR-17-5p 參與了AS 的發(fā)生發(fā)展過程[5]。有研究發(fā)現(xiàn),低密度脂蛋白受體(LDLR)通過結(jié)合并內(nèi)吞LDL 調(diào)節(jié)膽固醇代謝。VLDLR 主要分布在心肌、骨骼肌以及脂肪組織中,參與脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié),病理?xiàng)l件下,能夠促進(jìn)甘油三酯在細(xì)胞中的沉積,影響泡沫細(xì)胞的形成,導(dǎo)致AS 的發(fā)生、發(fā)展[6]。研究發(fā)現(xiàn),在粥樣斑塊存在下,通過高表達(dá)VLDLR,結(jié)合低脂飲食,能夠降低血漿中VLDL及低密度脂蛋白(LDL)水平,促進(jìn)AS斑塊消退[7]。
研究發(fā)現(xiàn),PCSK9 表達(dá)于多種細(xì)胞,通過影響VLDLR 的表達(dá)[8],可增強(qiáng)肝臟LDLR 的溶酶體和內(nèi)涵體降解,提高血清LDL-C水平[9]。有研究者通過轉(zhuǎn)染PCSK9 進(jìn)入VSMC,發(fā)現(xiàn)降低了VSMC 細(xì)胞VLDLR 水平[10]。新近研究發(fā)現(xiàn),AS 發(fā)病與miR-17-5p 表達(dá)呈正相關(guān),與VLDLR 的表達(dá)呈負(fù)相關(guān);miR-17-5p 能夠通過靶向調(diào)控VLDLR,直接抑制VSMC 細(xì)胞VLDLR表達(dá),miR-17-5p 通過影響PCSK9 參與負(fù)調(diào)控VLDLR的表達(dá),抑制AS的發(fā)生發(fā)展[3]。
高脂血癥可歸屬于“血濁”范疇,血濁可致痰、瘀、毒等病理產(chǎn)物產(chǎn)生,壅塞脈道,沉積管壁,形成AS。本課題組結(jié)合中醫(yī)基礎(chǔ)理論和臨床實(shí)踐,確定痰阻血瘀是AS 的主要證型。本研究所用化痰祛瘀法的藥物為中成藥血管軟化丸,該方中山楂消食導(dǎo)滯,為君藥;黃芪補(bǔ)氣健脾,半夏健脾燥濕化痰,三七和丹參活血化瘀,共為臣藥;萊菔子下氣消食除脹,陳皮理氣和中,共為佐藥;甘草健脾和中,調(diào)和諸藥,為使藥。諸藥合用,共奏消積化痰、活血化瘀之功[11]。
本課題組既往研究發(fā)現(xiàn),化痰祛瘀法能夠降低血清炎性反應(yīng),調(diào)節(jié)血脂,抑制AS斑塊發(fā)展[12-13]。此外,化痰祛瘀法抗AS 作用機(jī)制可能與介導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化效應(yīng),調(diào)控miRNA-467b 靶向LPL 調(diào)控巨噬細(xì)胞,減少炎癥因子分泌和巨噬細(xì)胞脂質(zhì)蓄積有關(guān)[14-16]?;奠铕龇軌蛲ㄟ^調(diào)控miRNA-126,影響其下游GRS16、CXCL12、CXCR4、VCAM-1 等細(xì)胞炎性因子表達(dá),參與VEC 損傷與修復(fù),抑制AS 發(fā)生發(fā)展[3]。新近研究發(fā)現(xiàn),化痰祛瘀法能夠通過靶向調(diào)控miR-181影響輸入蛋白α3/NF-κB 信號(hào)通路,降低炎性因子水平,減輕血管內(nèi)皮損傷,抑制AS發(fā)生發(fā)展[4]。
鑒于miRNA-17-5p能夠通過抑制血管平滑肌細(xì)胞VLDLR表達(dá),影響AS的發(fā)生發(fā)展[2],本研究旨在通過化痰祛瘀法抗AS 的作用機(jī)制是否與靶向調(diào)控miR-17-5p,靶向調(diào)控VLDLR 或靶向調(diào)控PCSK9間接調(diào)控VLDLR,抑制血管炎性反應(yīng),進(jìn)而揭示化痰祛瘀法防治AS的分子機(jī)制。
本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)過化痰祛瘀法干預(yù)后,miR-17-5p inhibitor 組、高劑量組、低劑量組小鼠外周血清中IL-6、IL-10 和TNF-α 水平明顯下調(diào),主動(dòng)脈中miR-17-5p 和VLDLR mRNA 表達(dá)水平均明顯降低,PCSK9 mRNA 表達(dá)水平明顯升高?;奠铕龇ú煌瑒┝拷M之間各項(xiàng)指標(biāo)比較差異不明顯,不存在量效差異。病理學(xué)檢測也證實(shí),化痰祛瘀法和miR-17-5p inhibitor 均能夠抑制AS 的發(fā)生發(fā)展??梢?,化痰祛瘀法抗AS 的作用機(jī)制可能與靶向調(diào)控microRNA-17-5p,靶向調(diào)控VLDLR 或靶向調(diào)控PCSK9 間接調(diào)控VLDLR,抑制血管炎性反應(yīng),減輕血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷有關(guān)。