方芳 范虹 樊光輝*
動脈粥樣硬化(AS)是誘發(fā)心腦血管病的主要病理基礎(chǔ),目前與其相關(guān)的心腦血管疾病發(fā)病率呈年輕化,且有持續(xù)上升的趨勢[1]。雖然經(jīng)皮冠脈支架植入術(shù)、冠脈搭橋術(shù)能對病變血管行再次血運重建,但最終還是不能干預(yù)AS 病理進程。隨著調(diào)脂、抗血小板聚集等藥物的臨床應(yīng)用,動脈粥樣硬化的病死率雖有所下降,但存在一定的不良反應(yīng),預(yù)后不理想。因此采取安全、積極、有效措施干預(yù)AS,對防治心血管事件具有十分重要的現(xiàn)實意義。三七是祖國醫(yī)學(xué)經(jīng)典的活血化瘀代表藥物之一,具有抗炎、抗氧化、提高免疫力等諸多藥理作用[2]。三七皂苷R1(NR1)是三七的主要活性單體之一,不僅具有調(diào)節(jié)血壓、保護心肌、改善缺血缺氧性腦病的多重功效,還有毒副作用小、多靶點、整體調(diào)節(jié)的獨特優(yōu)勢[3]。本研究以Ang Ⅱ誘導(dǎo)ApoE-/-小鼠,建立動脈粥樣硬化模型,觀察NR1 對AS 斑塊的作用,以期為中醫(yī)藥有效防治血管類疾病提供重要的實驗和理論依據(jù)。
1.1 實驗藥物 三七皂苷R1(110745,中國藥品生物制品檢定所);血管緊張素Ⅱ(Sigma,USA);微泵(Alzet Model 2004,USA)。
1.2 實驗動物及飼料 8~10 月齡雄性ApoE-/-小鼠(40只)購自武漢大學(xué)動物實驗中心,體質(zhì)量約22~33 克;飼養(yǎng)于武漢大學(xué)動物實驗中心SPF 級動物房,予以正常實驗飲食(D12450B,北京華阜康生物科技有限公司)。
1.3 主要試劑及儀器 油紅O 溶液(O1391~250ML,Sigma);伊紅染液(水溶性)(BA-4024,BASO);蘇木素染液(G1004,武漢賽維爾生物科技有限公司);Elisa 試劑盒(PMTA00B for TNF-α,PMLB00C for IL-1,PM6000B for IL-6,PMJE00 for MCP1)(R&D Systems);SMA抗體:Rabbit polyclonal to mouse alpha smooth muscle Actin(ab5694 1:100,Abcam);超速離心機(XL-90,美國Beckman 公司);體視顯微鏡(SZ61,OLYMPUS)。
1.4 分組及模型制備 40 只ApoE-/-小鼠予普通飼料喂養(yǎng)1周,隨機分為給藥組和對照組,每組各20只。兩組均皮下植入含有血管緊張素Ang Ⅱ[1000 ng/(kg·min)]微泵,持續(xù)誘導(dǎo)4 周,建立AS 模型[4]。造模第2 天,給藥組將三七皂苷R1 粉末溶于無菌生理鹽水中,配制濃度為2.5 mg/mL,腹腔注射NR1 25 mg/(kg·d);對照組:每日腹腔注射與NR1 等體積的生理鹽水。
1.5 實驗方法(1)小鼠體質(zhì)量監(jiān)測及生化檢查:術(shù)前1 周、術(shù)后1、2、4 周,通過測量小鼠體質(zhì)量,調(diào)整NR1 腹腔注射量。于末次給藥24 h 后,乙醚麻醉小鼠后從眼眶采血,4000 r/min,離心30 min,取血清并稀釋2.5 倍后檢測血脂TC、TG、LDL-C、HDL-C,檢測由MODULAR 全自動生化鑒定儀完成。(2)血清炎癥因子檢測:按上述方法提取小鼠血清并稀釋2.5 倍后,參照 ELISA 試劑盒說明書,分步檢測血清炎癥因子(TNF-α、IL-6、IL-1β 和MCP-1)水平。(3)組織病理學(xué)檢測:3%戊巴比妥鈉(90 mg/kg)腹腔注射麻醉,分離小鼠主動脈,盡量保留主動脈弓分支,剝除外膜脂肪。石蠟標(biāo)本:4%多聚甲醛中固定>24 h,石蠟包埋,主動脈根部和頭臂干切片行HE 染色,光鏡下觀察拍片,Image-Pro Plus 5.0 圖像分析測定單位壞死中心面積。冰凍標(biāo)本:4%多聚甲醛中固定24 h,20%蔗糖溶液中脫水過夜,冰凍切片包埋劑進行包埋,將主動脈樹進行油紅O 染色,完成拍照,使用Image Pro Plus 6.0 軟件統(tǒng)計損傷面積。主動脈根部行免疫熒光檢測。
1.6 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件。符合正態(tài)分布計量資料以()表示,兩組間比較采用兩獨立樣本t檢驗。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 NR1 對小鼠體質(zhì)量的影響 見表1。
表1 兩組小鼠各階段體質(zhì)量比較[g,()]
表1 兩組小鼠各階段體質(zhì)量比較[g,()]
2.2 NR1 對小鼠血脂的影響 見表2。
表2 兩組實驗小鼠治療前后血脂比較[mg/dL,()]
表2 兩組實驗小鼠治療前后血脂比較[mg/dL,()]
注:與同組治療前比較,#P<0.05,##P<0.01;與對照組治療后比較,**P<0.01
2.3 NR1 對小鼠主動脈斑塊的影響 Ang Ⅱ皮下微泵誘導(dǎo)小鼠4 周,取主動脈行HE 染色、油紅O 染色,兩組小鼠可見大量粥樣硬化斑塊形成,表明AS 建模成功。斑塊主要集中于主動脈根部及頭臂干。HE 染色,光鏡下選取6 個視野拍片發(fā)現(xiàn),給藥組比對照組可縮小主動脈根部(見圖1)、頭臂干(見圖2)單位壞死中心面積(P<0.01)。通過主動脈油紅O 染色,計算陽性染色區(qū)域所占主動脈的百分比。對照組脂滴顆粒狀堆積并融合成片;給藥組脂滴數(shù)量降低,體積明顯減小,呈小顆粒、片狀、稀疏分布。給藥組在減少斑塊面積,降低脂質(zhì)積聚方面優(yōu)于對照組(P<0.05)。見圖3。
圖1 兩組小鼠主動脈根部單位壞死中心面積比較(HE染色,×100)
圖2 兩組小鼠頭臂干單位壞死中心面積比較(HE染色,×100)
圖3 兩組小鼠主動脈斑塊形成比較(油紅O染色)
2.4 NR1 對斑塊內(nèi)平滑肌細(xì)胞的影響 免疫熒光檢測發(fā)現(xiàn),與對照組比較,給藥組能明顯增加AS 斑塊中VSMC 的含量(α-SMA 陽性細(xì)胞為綠色)。見圖4。
圖4 兩組小鼠主動脈根部斑塊內(nèi)α-SMA含量比較
2.5 NR1 對循環(huán)中炎性因子水平的影響 與對照組比較,給藥組小鼠血清TNF-α、IL-6、IL-1 和MCP-1 的含量明顯降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05 或P<0.01)。見圖5。
圖5 兩組小鼠治療后血清TNF-α、IL-6、IL-1和MCP-1濃度比較
血脂異常是目前公認(rèn)與AS高度關(guān)聯(lián)的重要危險因素之一[5]。研究發(fā)現(xiàn),高LDL-C 不僅影響斑塊體積,且可通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變成ox-LDL,被巨噬細(xì)胞攝取后引起膽固醇積聚、斑塊內(nèi)脂質(zhì)含量增加,介導(dǎo)不穩(wěn)定性斑塊進展[6]。VSMCs 在AS 發(fā)展中具有重要作用,其遷移密度與進展期斑塊脂核上纖維帽的厚度明顯相關(guān)[7]。提示斑塊穩(wěn)定性與血脂水平、VSMCs 含量緊密相關(guān)。本研究結(jié)果顯示,NR1 能減輕AS 斑塊的形成,同時還可減少斑塊內(nèi)脂質(zhì)的積聚,降低血清TG、LDL-C 水平。免疫熒光檢測平滑肌肌動蛋白(α-SMA)含量顯示,α-SMA 在治療組中陽性表達量高于對照組,提示NR1能夠通過降脂,干預(yù)AS 危險因素抗動脈粥樣硬化,并可能通過增加AS 斑塊中VSMCs 數(shù)量來增加斑塊的穩(wěn)定性。
動脈粥樣硬化是漸進發(fā)展的動脈血管炎性疾?。?]。持續(xù)皮下作用Ang Ⅱ不但可促進外膜成纖維細(xì)胞炎性因子的表達,且還是巨噬細(xì)胞趨化、黏附、極化的重要調(diào)控因素;Ang Ⅱ通過促炎,加速小鼠動脈粥樣硬化斑塊的形成[9]。TNF-α 表達增加可促進斑塊中炎癥反應(yīng),加速粥樣斑塊進展[10]。IL-6 濃度升高與AS 斑塊不穩(wěn)定性相關(guān),主要通過促進血小板活化,加速凝血進程,其與TNF-、Ang Ⅱ相互影響,是誘發(fā)心血管疾病的三項主要危險因素[11]。IL-1 在內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)表達,可引起VCAM-1 水平升高、單核細(xì)胞黏附聚集而影響動脈粥樣硬化進程[12]。MCP-1 聚集、誘導(dǎo)單核巨噬細(xì)胞吞噬ox-LDL,因泡沫細(xì)胞的形成而促進脂質(zhì)不斷積聚[13]。故炎癥因子TNF-α、IL-6、IL-1 和MCP-1 是影響動脈粥樣硬化的敏感指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示,三七皂苷R1能降低AS 小鼠血清TNF-α、IL-6、IL-1、MCP-1 水平,提示三七皂苷R1 抗動脈粥樣硬化作用與抑制外周循環(huán)炎性因子的表達相關(guān)。
綜上所述,三七皂苷R1 具有抗Ang Ⅱ誘導(dǎo)ApoE-/-小鼠AS 的作用,其機制可能與調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、抑制炎癥因子的激活和改變斑塊內(nèi)組分等相關(guān)?;贜R1 可減少AS 斑塊的脂質(zhì)負(fù)荷并增加斑塊內(nèi)平滑肌細(xì)胞的含量,今后可進一步探討NR1 對斑塊穩(wěn)定性的影響,尋求促使VSMCs 轉(zhuǎn)化為有利表型的安全、有效治療策略,對于防治AS 具有重要臨床意義。