陳 麗,蔡惠鈴,李影雄,孟泳錚,李敏霞
(1.佛山市中醫(yī)院,廣東 佛山 528000;2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院,廣東 廣州 510102)
動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是一種全身性慢性疾病,是冠心病、缺血性腦卒中等多種心腦血管疾病最重要的病理基礎(chǔ),最終致死率和致殘率非常高[1]。流行病學(xué)調(diào)查顯示,冠心病、腦卒中等動(dòng)脈粥樣硬化性疾病是我國(guó)居民致死的首要原因,嚴(yán)重威脅我國(guó)居民的健康,降低生活質(zhì)量[2]。而且隨著生活方式的改變和老齡人口的劇增,AS的發(fā)病率明顯上升并且趨于年輕化。脂質(zhì)代謝紊亂、炎癥反應(yīng)、氧化損傷、細(xì)胞外基質(zhì)降解等均是導(dǎo)致AS發(fā)生發(fā)展的核心機(jī)制[3]。AS屬于中醫(yī)學(xué)“胸痹”“脈痹”“中風(fēng)”等范疇,其核心病機(jī)為瘀血痹阻。注射用丹參多酚酸鹽由丹參提取而成,具有活血、化瘀、通脈等功效,本課題組臨床研究發(fā)現(xiàn)注射用丹參多酚酸鹽可以降低冠心病、腦卒中患者頸動(dòng)脈斑塊厚度,縮小斑塊面積,但其機(jī)制仍未闡明。因此,本實(shí)驗(yàn)復(fù)制了AS大鼠模型,并給予注射用丹參多酚酸鹽干預(yù),觀察其對(duì)AS大鼠斑塊、血脂、炎癥、氧化損傷、細(xì)胞外基質(zhì)等的影響,初步探討其防治AS的作用和可能機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物6周齡SPF級(jí)雄性SD大鼠43只,體質(zhì)量(200±10)g,購(gòu)自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(粵)2019-0035;飼養(yǎng)環(huán)境為溫度(22±2)℃,濕度50%~60%,12 h明暗交替。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用過(guò)量麻醉法處死。高脂飼料配方:基礎(chǔ)飼料81.3%、豬油10%、蔗糖5%、丙基硫氧嘧啶0.2%、膽酸鈉0.5%、膽固醇3%;基礎(chǔ)飼料和高脂飼料委托廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心進(jìn)行加工。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)佛山市中醫(yī)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。
1.2 藥物與試劑 注射用丹參多酚酸鹽(上海綠谷制藥有限公司,批號(hào):20190113,規(guī)格:100 mg/瓶);阿托伐他汀鈣片(輝瑞制藥有限公司,批號(hào):20181215,規(guī)格:10 mg/片);血脂試劑盒[總膽固醇(total cholesterol,TC)試劑盒(貨號(hào):HL20142)、甘油三酯(triglyceride,TG)試劑盒(貨號(hào):HL20195)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)試劑盒(貨號(hào):HL20197)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)試劑盒(貨號(hào):HL20196)、氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)試劑盒(貨號(hào):HL10046)](上海哈靈生物科技有限公司);腫瘤壞死因子-α(TNF-α)試劑盒(貨號(hào):ER1393)、白介素-1β(IL-1β)試劑盒(貨號(hào):ER1094)、白介素-6(IL-6)試劑盒(貨號(hào):ER1105)、白介素-10(IL-10)試劑盒(貨號(hào):ER0033)(武漢菲恩生物科技有限公司);超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒(貨號(hào):GD-AW1922)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)試劑盒(貨號(hào):GD-JG0454-E)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)試劑盒(貨號(hào):GD-S1921-A)、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(Monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)試劑盒(貨號(hào):GD-DS1710)、血管細(xì)胞黏附分子-1(Vascular Cell Adhesion Molecule-1,VCAM-1)試劑盒(貨號(hào):GD-DX1591)、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinases-9,MMP-9)試劑盒(上海古朵生物科技有限公司)。
1.3 主要儀器TGL-15M臺(tái)式微量高速冷凍離心機(jī)(湖南平凡科技有限公司);AU5800全自動(dòng)生化分析儀(貝克曼庫(kù)爾特商貿(mào)中國(guó)有限公司);HBS-1096C酶標(biāo)分析儀(南京德鐵實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司);Tissuelyser-24冷凍液氮低溫研磨儀(上海凈信實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司)。
1.4 造模與分組43只大鼠進(jìn)行適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d,隨機(jī)取10只作為對(duì)照組。其余33只大鼠參照文獻(xiàn)[4]建立AS大鼠模型,造模第1天一次性腹腔注射維生素D3 60萬(wàn)U/kg,并且給予高脂飼料喂養(yǎng)(20 g/d);對(duì)照組大鼠一次性腹腔注射等體積的生理鹽水,并且給予基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)(20 g/d),造模時(shí)間為8周。AS模型成功的標(biāo)準(zhǔn)[5]:主動(dòng)脈見斑塊形成。8周后,27只大鼠造模成功,造模成功率為81.82%(27/33)。隨后將成模27只大鼠隨機(jī)分為模型組、丹參多酚酸鹽組和阿托伐他汀組,每組9只。
1.5 實(shí)驗(yàn)給藥 按照“人和動(dòng)物體表面積折算的等效劑量比率表”,丹參多酚酸鹽組大鼠予以注射用丹參多酚酸鹽腹腔注射,20 mg/(kg·d);阿托伐他汀組大鼠灌胃給予阿托伐他汀鈣片溶液,2 mg/(kg·d),對(duì)照組和模型組大鼠予以等體積的生理鹽水腹腔注射,連續(xù)給藥4周。4周后處死大鼠,取材并進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)。
1.6 觀察指標(biāo)
1.6.1 血清指標(biāo) 腹腔注射10%水合氯醛麻醉后,剖開腹腔,腹主動(dòng)脈取血,離心后取血清,采用全自動(dòng)生化檢測(cè)儀檢測(cè)大鼠血清TC、TG、LDL-C、HDL-C,ELISA法檢測(cè)血清ox-LDL、TNF-α、IL-1β、IL-6含量,光度法測(cè)定血清SOD、GSH-Px、MDA含量。
1.6.2 主動(dòng)脈病理變化 處死大鼠,取主動(dòng)脈,生理鹽水沖洗后4%多聚甲醛固定,石蠟包埋,切片,HE染色。光鏡下觀察主動(dòng)脈病理變化。
1.6.3 主動(dòng)脈MCP-1、VCAM-1、MMP-9含量 取適量大鼠主動(dòng)脈組織,PBS反復(fù)清洗去除血液,稱重,將主動(dòng)脈和PBS加入勻漿器后充分研磨,再利用超聲破碎。勻漿液經(jīng)5 000 g離心5 min后取上清液,采用ELISA法檢測(cè)MCP-1、VCAM-1、MMP-9含量。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,計(jì)量資料用“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,兩兩比較采用LSD-t法檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)意義。
2.1 各組大鼠主動(dòng)脈病理變化 對(duì)照組大鼠主動(dòng)脈內(nèi)膜、中膜、外膜均未見增生、肥厚;模型組大鼠主動(dòng)脈中膜平滑肌細(xì)胞明顯增生,血管壁明顯增厚,大量泡沫細(xì)胞聚集,形成一動(dòng)脈粥樣硬化斑塊;丹參多酚酸鹽組和阿托伐他汀組大鼠主動(dòng)脈中膜輕微增生,無(wú)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成。(見圖1)
圖1 各組大鼠主動(dòng)脈病理變化(HE,×200,標(biāo)尺=100μm)
2.2 各組大鼠血清TC、TG、LDL-C、HDL-C、ox-LDL含量比較 與對(duì)照組比較,模型組大鼠血清TC、TG、LDL-C、ox-LDL含量明顯升高(P<0.05),HDL-C含量明顯降低(P<0.05);與模型組比較,丹參多酚酸鹽組和阿托伐他汀組大鼠血清TC、TG、LDL-C、ox-LDL含量明顯降低(P<0.05),HDL-C含量明顯升高(P<0.05)。(見圖2)
圖2 各組大鼠血清TC、TG、LDL-C、HDL-C、ox-LDL含量比較(±s,n=9)
2.3 各組大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10含量比較 與對(duì)照組比較,模型組大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6含量明顯升高(P<0.05),IL-10含量明顯降低(P<0.05);與模型組比較,丹參多酚酸鹽組和阿托伐他汀組大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6含量明顯降低(P<0.05),IL-10含量明顯升高(P<0.05)。(見圖3)
注:與對(duì)照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05
圖3各組大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10含量比較(±s,n=9)
2.4 各組大鼠血清SOD、GSH-Px、MDA含量比較 與對(duì)照組比較,模型組大鼠血清MDA含量明顯升高(P<0.05),SOD、GSH-Px含量明顯降低(P<0.05);與模型組比較,丹參多酚酸鹽組和阿托伐他汀組大鼠血清MDA含量明顯降低(P<0.05),SOD、GSH-Px含量明顯升高(P<0.05)。(見圖4)
圖4 各組大鼠SOD、GSH-Px、MDA含量比較(±s,n=9)
2.5 各組大鼠主動(dòng)脈MCP-1、VCAM-1、MMP-9含量比較 與對(duì)照組比較,模型組大鼠主動(dòng)脈MCP-1、VCAM-1、MMP-9含量明顯升高(P<0.05);與模型組比較,丹參多酚酸鹽組和阿托伐他汀組大鼠主動(dòng)脈MCP-1、VCAM-1、MMP-9含量明顯降低(P<0.05)。(見圖5)
圖5 各組大鼠主動(dòng)脈MCP-1、VCAM-1、MMP-9含量比較(±s,n=9)
中醫(yī)學(xué)無(wú)AS之病名,根據(jù)其臨床表現(xiàn),可歸屬于中醫(yī)學(xué)“胸痹”“脈痹”“中風(fēng)”等范疇,中醫(yī)學(xué)認(rèn)為其核心病機(jī)為瘀血痹阻,氣為血之帥,血為氣之母,氣血失和,或氣虛而滯,或氣郁而滯,均可引起血流不暢,瘀血內(nèi)生,痹阻血脈,化生斑塊[6-8]。痰濁、寒凝、水濕等均可以導(dǎo)致血運(yùn)不暢,滯而成瘀,痹阻血脈,化生斑塊。因此,治療上應(yīng)以活血化瘀為大法。注射用丹參多酚酸鹽是由丹參經(jīng)提取的多酚酸鹽化合物組成,丹參味苦,性微寒,歸心、肝經(jīng),具有活血化瘀、通絡(luò)止痛等功效。注射用丹參多酚酸鹽具有活血、祛瘀、通絡(luò)功效?,F(xiàn)代藥理研究表明,注射用丹參多酚酸鹽具有抗氧化損傷、抑制炎癥等作用[9]。
動(dòng)脈粥樣硬化機(jī)制尚未完全闡明,脂質(zhì)代謝紊亂、炎癥反應(yīng)、氧化損傷、細(xì)胞外基質(zhì)降解等在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展中均起到重要的作用。脂質(zhì)代謝紊亂是導(dǎo)致AS的最重要病理基礎(chǔ),血液中TG、TC、LDL-C含量升高可以導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷,引發(fā)血管內(nèi)皮功能障礙,單核細(xì)胞通過(guò)破損的血管內(nèi)皮進(jìn)入內(nèi)膜間隙,并吞噬ox-LDL形成泡沫細(xì)胞。泡沫細(xì)胞可以刺激生長(zhǎng)因子釋放,進(jìn)而促進(jìn)血管平滑肌增殖,血管壁肥厚,形成脂質(zhì)條紋并進(jìn)展為動(dòng)脈粥樣硬化斑塊[10-11]。HDL-C可以通過(guò)促進(jìn)膽固醇運(yùn)載至外周組織細(xì)胞,從而減少脂質(zhì)沉積于血管內(nèi)膜[12]。因此,調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝是防治AS的關(guān)鍵。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),AS模型組大鼠主動(dòng)脈斑塊形成,血清TC、TG、LDL-C、ox-LDL含量明顯升高,HDL-C含量明顯降低;而丹參多酚酸鹽組大鼠主動(dòng)脈無(wú)斑塊形成,血清TC、TG、LDL-C、ox-LDL含量明顯降低,HDL-C含量明顯升高。因此,注射用丹參多酚酸鹽具有抑制和減緩動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的作用,可能是通過(guò)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝途徑實(shí)現(xiàn)。
有學(xué)者提出動(dòng)脈粥樣硬化屬于一種慢性低度炎癥性反應(yīng)。在AS形成過(guò)程中,平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞釋放TNF-α、IL-1β、IL-6等炎性因子,導(dǎo)致機(jī)體處于一種慢性低度炎癥反應(yīng)狀態(tài)。TNF-α可以增加血管內(nèi)皮的通透性,從而促使LDL-C進(jìn)入血管內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)而形成泡沫細(xì)胞[13-14]。而且TNF-α還可以刺激IL-1β、IL-6釋放,加重血管炎癥反應(yīng)[15]。IL-1β可以通過(guò)促進(jìn)黏附因子表達(dá)和內(nèi)皮細(xì)胞增殖介導(dǎo)AS形成[16]。IL-6可以加強(qiáng)局部炎癥反應(yīng),促進(jìn)黏附因子的表達(dá),促進(jìn)單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞遷移,促進(jìn)血管內(nèi)皮平滑肌細(xì)胞增殖,從而導(dǎo)致斑塊形成,并可以導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定[17]。IL-10是一種強(qiáng)效抑炎因子,可以抑制炎癥因子的生成和釋放,抑制平滑肌細(xì)胞增殖,減緩動(dòng)脈粥樣硬化。因此,抑制TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子的表達(dá)和促進(jìn)IL-10的表達(dá)可以改善動(dòng)脈粥樣硬化。氧自由基可以損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,促進(jìn)脂質(zhì)和單核細(xì)胞進(jìn)入血管內(nèi)膜下,導(dǎo)致斑塊形成[18-19]。而機(jī)體內(nèi)的抗氧化酶可以清除氧自由基,減輕氧化損傷。SOD、GSH-Px是機(jī)體內(nèi)的主要抗氧化酶,可以清除氧自由基。MDA是機(jī)體內(nèi)的氧化代謝產(chǎn)物,反映機(jī)體氧化損傷的嚴(yán)重程度。SOD、GSH-Px、MDA是反映機(jī)體氧化損傷的重要標(biāo)志物。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),AS模型組大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6、MDA含量明顯升高,IL-10、SOD、GSH-Px含量明顯降低;而丹參多酚酸鹽組大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6、MDA含量明顯降低,IL-10、SOD、GSH-Px含量明顯升高。說(shuō)明注射用丹參多酚酸鹽可以通過(guò)下調(diào)TNF-α、IL-1β、IL-6、MDA的表達(dá),上調(diào)IL-10、SOD、GSH-Px的表達(dá),抑制炎癥反應(yīng)和抗氧化損傷從而抑制和減緩AS的形成。
VCAM-1是一種由內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的糖蛋白,可以促進(jìn)單核巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等黏附在破損血管內(nèi)壁,遷移至血管內(nèi)膜后形成泡沫細(xì)胞,介導(dǎo)AS進(jìn)展[20]。MCP-1可以趨化單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞遷移至血管內(nèi)膜下,趨化炎性細(xì)胞聚集,介導(dǎo)斑塊形成。細(xì)胞外基質(zhì)是血管壁的重要組成部分,其降解和重塑參與了AS的發(fā)生發(fā)展[21]。MMP-9可以降解細(xì)胞外基質(zhì),導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定和斑塊形成。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),AS模型組大鼠主動(dòng)脈MCP-1、VCAM-1、MMP-9含量明顯升高;而丹參多酚酸鹽組大鼠主動(dòng)脈MCP-1、VCAM-1、MMP-9含量明顯降低。說(shuō)明注射用丹參多酚酸鹽可以通過(guò)抑制MCP-1、VCAM-1、MMP-9的表達(dá)而抑制AS的形成。
綜上所述,注射用丹參多酚酸鹽可以通過(guò)調(diào)節(jié)脂代謝,抑制炎癥和抗氧化損傷改善動(dòng)脈粥樣硬化。