田騰輝,鄧 悅,Tumurkhuyag Atartsetseg,常立萍,石 銳,于克英,張 淼
近年來,隨著生活方式及飲食結(jié)構(gòu)改變,人們罹患心血管疾病的危險(xiǎn)因素不斷增加,導(dǎo)致冠心病發(fā)病率和死亡率逐年升高,已成為嚴(yán)重威脅人類生命健康的主要疾病之一[1]。經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入(PCI)為冠心病病人帶來福音,是目前防治心血管疾病的重要手段[2]。新一代藥物洗脫支架(DES)的應(yīng)用極大地降低了急性心血管事件死亡率,但晚期支架衰竭是關(guān)注的焦點(diǎn)問題。有研究顯示,支架內(nèi)新生動(dòng)脈粥樣硬化是導(dǎo)致晚期血管再狹窄的重要因素[3],且與血管內(nèi)膜中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激-凋亡機(jī)制密切相關(guān)[4-5]。中醫(yī)藥在再狹窄的治療中發(fā)揮著重要作用[6-7],在心血管疾病領(lǐng)域中具有廣闊的研究前景和挖掘潛力?;硖到舛就ńj(luò)飲是鄧悅教授基于“痰瘀伏絡(luò)”學(xué)說研制的中藥方劑,多項(xiàng)研究表明豁痰解毒通絡(luò)飲有確切的臨床療效[8-9]。本研究探討豁痰解毒通絡(luò)飲在再狹窄形成過程中的作用機(jī)制,為多靶點(diǎn)防治PCI術(shù)后再狹窄提供依據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 5周齡無(wú)特定病原體(SPF)級(jí)雄性SD大鼠,350~400 g,購(gòu)自遼寧長(zhǎng)生生物技術(shù)股份有限公司,動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(遼)2015-0001,飼養(yǎng)于長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心。本研究動(dòng)物實(shí)驗(yàn)經(jīng)過長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)倫理委員會(huì)審核。
1.2 實(shí)驗(yàn)藥物及試劑 豁痰解毒通絡(luò)飲,組方:全瓜蔞20 g,丹參15 g,金銀花30 g,當(dāng)歸15 g,甘松15 g等。中藥由長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院新綠色顆粒藥房提供;阿托伐他汀(輝瑞制藥有限公司生產(chǎn),生產(chǎn)批號(hào):S90893,國(guó)藥準(zhǔn)字:H20051408);兔源一抗購(gòu)自Cell Signaling公司;引物序列合成于庫(kù)美生物科技有限公司。
1.3 實(shí)驗(yàn)儀器 7500型實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-qPCR)儀(美國(guó)Bio-Rad公司);M200PRO型酶標(biāo)儀(瑞士Tecan公司);RM2135 石蠟切片機(jī)(德國(guó)Leica公司);FL1000型電化學(xué)發(fā)光(ECL)智能成像儀(美國(guó)Thermo Fisher公司)。
1.4 實(shí)驗(yàn)方法
1.4.1 動(dòng)物分組 將24只雄性SD大鼠隨機(jī)分為假手術(shù)組(Sham組)、球囊損傷模型組(模型組)、中藥組和西藥組,每組6只。適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d后行頸動(dòng)脈球囊損傷術(shù)[10]。西藥組給予阿托伐他汀[1.19 mg/(kg·d)]灌胃,中藥組給予豁痰解毒通絡(luò)方[16.33 g/(kg·d)]灌胃,其余兩組予以等體積生理鹽水灌胃。連續(xù)灌胃4周。
1.4.2 動(dòng)物模型構(gòu)建 術(shù)前12 h禁食不禁水,腹腔注射1%戊巴比妥鈉(40 mg/kg)麻醉,頸部備皮后行頸部正中切口,鈍性分離至左頸總動(dòng)脈,頸外動(dòng)脈用眼科剪45°作一V型切口,插入球囊約3 cm,調(diào)整球囊壓力3.0~5.2 atm,將球囊旋轉(zhuǎn)抽出至頸總動(dòng)脈遠(yuǎn)心端,重復(fù)3次操作,結(jié)扎頸外動(dòng)脈近心端,無(wú)出血后逐層縫合。Sham組僅結(jié)扎頸外動(dòng)脈。每只大鼠術(shù)后腹腔注射青霉素20×104U預(yù)防感染。
1.4.3 蘇木精-伊紅(hematoxylin-eosin,HE)染色 取頸動(dòng)脈損傷段浸入4%多聚甲醛固定、脫水、石蠟包埋后4 μm切片,經(jīng)HE染色、封片后光鏡下觀察各組大鼠頸總動(dòng)脈內(nèi)膜增生情況。
1.4.4 免疫組化法實(shí)驗(yàn) 將石蠟包埋切片經(jīng)常規(guī)脫蠟水化,通過抗原修復(fù)、封閉后,加入C/EBP同源蛋白(C/EBP homoiogousprotein,CHOP)抗體4 ℃孵育過夜,二抗37℃避光放置35min,使用二氨基聯(lián)苯胺(3,3′-diaminobenzidine,DAB)顯色后蘇木素復(fù)染,并脫水封片。在400倍光鏡下觀察血管CHOP蛋白陽(yáng)性表達(dá)情況。
1.4.5 蛋白免疫印跡實(shí)驗(yàn) 組織液氮研磨后,加入預(yù)冷的RIPA裂解液,勻漿后以12 000 r/min離心10 min,取上清液,采用2,2-聯(lián)喹啉-4,4-二甲酸二鈉(BCA)試劑盒測(cè)定。配制10%的十二烷硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE),設(shè)置恒壓為70 V、30 min,后轉(zhuǎn)為140 V、35 min。聚偏氟乙烯(PVDF)膜于5%脫脂奶粉中封閉1.5 h,一抗(1∶2 000)4 ℃孵育過夜,二抗(1∶2 000)孵育2 h,每個(gè)步驟間均以磷酸鹽緩沖液(PBST)洗脫5次,每次5 min。ECL顯色,采用Image J軟件計(jì)算灰度值。
1.4.6 RT-qPCR 常規(guī)Trizol法提取總RNA,并反轉(zhuǎn)錄成cDNA進(jìn)行PCR實(shí)驗(yàn),體系為25 μL。反轉(zhuǎn)錄條件:37 ℃ 15 min;85 ℃ 5 s;PCR擴(kuò)增條件95 ℃ 30 s,95 ℃ 5 s,60 ℃ 30 s,40個(gè)循環(huán)。CHOP引物序列:正向引物為CATGAACTGTTGGCATCACC,反向引物為CTACCCTCAGTCCCCTCCTC;Bax引物序列:正向引物為GAGGACGCATCCACCA,反向引物為GCCTTGAGCACCAGTT;GAPDH引物序列:正向引物為TACCCACGGCAAGTTCAA,反向引物為GCCAGTAGACTCCACGACAT。計(jì)算待測(cè)樣本基因CT值,相對(duì)基因表達(dá)量用2-△△CT表示。
2.1 各組大鼠頸動(dòng)脈內(nèi)膜增生情況 Sham組血管形態(tài)完整,內(nèi)皮層形態(tài)完整,內(nèi)皮細(xì)胞單層規(guī)律排列,中膜由均勻連續(xù)的梭形平滑肌細(xì)胞構(gòu)成;與Sham組比較,模型組內(nèi)膜增厚,管腔狹窄;與模型組比較,中藥組及西藥組內(nèi)膜增生情況緩解。詳見圖1。
圖1 各組大鼠頸動(dòng)脈內(nèi)膜增生HE染色圖(×100)
2.2 各組新生血管內(nèi)膜CHOP蛋白陽(yáng)性表達(dá)情況 光鏡下,血管平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞胞核中陽(yáng)性CHOP表達(dá)呈黃棕色顆粒。與Sham組比較,模型組頸動(dòng)脈CHOP蛋白表達(dá)量增加;與模型組比較,中藥組和西藥組CHOP蛋白陽(yáng)性表達(dá)減少。詳見圖2。
圖2 各組大鼠頸總動(dòng)脈新生內(nèi)膜CHOP蛋白免疫組化圖(×400)
2.3 豁痰解毒通絡(luò)飲對(duì)大鼠頸總動(dòng)脈蛋白激酶R樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶(protein kinase R-like ER kinase,PERK)、CHOP、Bax、Bcl-2蛋白表達(dá)的影響 與Sham組比較,模型組頸動(dòng)脈PERK、CHOP、Bax蛋白表達(dá)水平增加(P<0.01),Bcl-2蛋白表達(dá)水平減少(P<0.01);與模型組比較,中藥組和西藥組PERK、CHOP、Bax蛋白表達(dá)均降低(P<0.05),Bcl-2蛋白表達(dá)升高(P<0.05)。詳見圖3。
與Sham組比較,*P<0.01;與模型組比較,#P<0.05。圖3 各組大鼠頸總動(dòng)脈PERK、CHOP、Bax、Bcl-2蛋白表達(dá)比較(A為各蛋白條帶圖;B為PERK蛋白表達(dá)柱狀圖;C為CHOP蛋白表達(dá)柱狀圖;D為Bcl-2/Bax蛋白表達(dá)柱狀圖;E為Bcl-2蛋白表達(dá)柱狀圖;F為Bax蛋白表達(dá)柱狀圖。a為Sham組;b為模型組;c為中藥組;d為西藥組)
2.4 各組大鼠頸總動(dòng)脈CHOP、Bax mRNA表達(dá)比較 與Sham組比較,模型組大鼠頸總動(dòng)脈CHOP、Bax mRNA表達(dá)增加(P<0.01);與模型組比較,中藥組和西藥組CHOP、Bax mRNA表達(dá)均降低(P<0.05)。詳見表1。
表1 各組大鼠頸總動(dòng)脈CHOP、Bax mRNA表達(dá)比較(±s)
近年來,PCI在冠心病治療中發(fā)揮著重要作用。在血管動(dòng)脈粥樣硬化基礎(chǔ)上,PCI機(jī)械損傷和細(xì)胞后疊加作用發(fā)生病理變化,引起并持續(xù)加重術(shù)后管腔再狹窄。再狹窄是造成PCI治療局限的主要因素[11]。目前,再狹窄的研究多從炎癥反應(yīng)、血栓形成、血管平滑肌細(xì)胞增殖與凋亡失衡[12]等方面展開,但潛在的機(jī)制需進(jìn)一步深入探討。
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)已成為慢性代謝性疾病的研究熱點(diǎn)問題。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)可能受到多種生理及病理因素影響[13],內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)紊亂時(shí),誘導(dǎo)自我保護(hù)機(jī)制即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)(ERS)發(fā)生,其中,未折疊蛋白反應(yīng) (unfolded protein response,UPR)是ERS的主要應(yīng)激途徑。當(dāng)錯(cuò)誤折疊或未折疊蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中不斷積累時(shí),UPR信號(hào)通過3種已知的駐留蛋白感知:肌醇需要蛋白1(IRE1)、PERK和激活轉(zhuǎn)錄因子6(ATF6)。這些壓力傳感器中每一種蛋白激活均誘導(dǎo)一系列的糾正措施緩解內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激壓力,病理情況下,持續(xù)的ERS可誘導(dǎo)1個(gè)或多個(gè)促凋亡信號(hào)通路活化[14]。多項(xiàng)研究表明,ERS可促進(jìn)新內(nèi)膜形成,認(rèn)為是促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化形成的相關(guān)因素[15-16],且ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成中發(fā)揮著重要作用[17]。PERK是ERS的主要轉(zhuǎn)導(dǎo)子,通過磷酸化α亞基的真核起始因子2(eIF2α)暫時(shí)降低蛋白質(zhì)翻譯速度,并糾正翻譯中干擾。磷酸化后eIF2α可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄激活因子4(ATF4)及CHOP上調(diào),發(fā)揮多種糾正功能[18]。盡管3個(gè)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力傳感器均可誘導(dǎo)CHOP,其中以PERK最強(qiáng)烈[19]。CHOP持續(xù)升高可能通過影響細(xì)胞內(nèi)鈣代謝和Bcl家族成員觸發(fā)凋亡機(jī)制[20-21]。Bcl-2家族可調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體之間的串?dāng)_,Bax在線粒體膜中被激活并寡聚,從而誘導(dǎo)細(xì)胞色素C和其他凋亡原的釋放引發(fā)凋亡,且抗凋亡成員中Bcl-2轉(zhuǎn)錄下調(diào)機(jī)制已在CHOP轉(zhuǎn)染的大鼠成纖維細(xì)胞系和培養(yǎng)的皮質(zhì)神經(jīng)元中得到了證實(shí)[22-23]。有研究表明,Bcl-2基因缺失增加了晚期動(dòng)脈粥樣硬化病變中巨噬細(xì)胞凋亡,與CHOP介導(dǎo)的Bcl-2下調(diào)促凋亡機(jī)制一致[24]。
中醫(yī)學(xué)無(wú)PCI術(shù)后再狹窄的病名,將其歸屬于“胸痹”的范疇?;谡w觀和辨證論治指導(dǎo)下的中醫(yī)藥在改善病人臨床癥狀、延緩再狹窄進(jìn)程及提高生存質(zhì)量方面顯示出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)?;硖到舛就ńj(luò)飲是鄧悅教授根據(jù)多年臨床經(jīng)驗(yàn)研制出的中藥方劑,認(rèn)為“痰瘀伏絡(luò)、蘊(yùn)結(jié)成毒”是本病的主要機(jī)制。鄧悅教授認(rèn)為,在心血管疾病病程進(jìn)展中,伏邪(伏痰、伏瘀)病理狀態(tài)貫徹始終,“伏邪三期”的提出與PCI術(shù)后再狹窄的疾病內(nèi)涵頗為中的,即冠狀動(dòng)脈狹窄性疾病的臨床前期多隱匿遷延,是內(nèi)皮損傷、脂質(zhì)代謝、炎癥等多種生物學(xué)改變的慢性積累過程[25],多伴有痰瘀互結(jié)、毒損心絡(luò)及正氣耗傷的病機(jī)。絡(luò)脈阻塞,日久化熱釀毒,營(yíng)氣不從,逆于肉理,血敗絡(luò)腐,與西醫(yī)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破潰出血、炎癥浸潤(rùn)等一系列病理改變相似;臨床期,斑塊破裂繼發(fā)血栓導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈完全或近乎閉塞,形成本虛而痰、瘀毒蘊(yùn)結(jié)標(biāo)實(shí)的病機(jī)[26-27],此時(shí)雖應(yīng)用PCI治療機(jī)械性再通血管,然而其內(nèi)在病機(jī)未得到改善,反而加重血管損傷,繼發(fā)管腔內(nèi)再狹窄,使疾病進(jìn)入遷延緩解期[28],如此反復(fù)。因此,抓住“痰瘀伏絡(luò)、蘊(yùn)結(jié)成毒”的關(guān)鍵病機(jī),以豁痰解毒通絡(luò)為主要治療,可拓寬PCI術(shù)后再狹窄的治療思路,提高臨床療效。
本研究結(jié)果顯示,球囊損傷后28 d,模型組大鼠血管內(nèi)皮較Sham組增生并伴管腔明顯狹窄,提示建模成功。與模型組比較,中藥組血管重構(gòu)情況得到明顯改善,提示豁痰解毒通絡(luò)飲具有抑制損傷血管內(nèi)皮增生,減輕血管狹窄的作用。分子水平檢測(cè)結(jié)果可見,豁痰解毒通絡(luò)飲能下調(diào)球囊損傷動(dòng)脈組織PERK、CHOP和Bax表達(dá),上調(diào)Bcl-2表達(dá)。推測(cè)豁痰解毒通絡(luò)飲可能通過降低血管內(nèi)皮細(xì)胞中持續(xù)存在的ERS,從而減輕細(xì)胞過度凋亡造成的損傷,以發(fā)揮抑制血管內(nèi)皮增生的作用。Chen等[29]研究顯示,蒲黃總黃酮通過抑制PERK-eIF2α-ATF4-CHOP途徑降低氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)誘導(dǎo)的人主動(dòng)脈血管平滑肌細(xì)胞凋亡,從而改善斑塊結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。 Yang等[30]研究顯示,醛脫氫酶2可降低PERK-CHOP表達(dá),并減少Caspase-3活性,可保護(hù)平滑肌細(xì)胞免受ox-LDL誘導(dǎo)的ERS及ERS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。Li等[31]研究顯示,利拉魯肽可明顯降低糖尿病大鼠主動(dòng)脈組織CHOP、GRP78蛋白表達(dá)及SREBP-1c、FAS mRNA表達(dá),從而減輕糖尿病性動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生。
綜上所述,CHOP在ERS誘導(dǎo)的凋亡中發(fā)揮著重要作用,抑制ERS-凋亡途徑的激活對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化性疾病是有益的。既往研究多在細(xì)胞水平驗(yàn)證,同時(shí)關(guān)于CHOP下游的凋亡信號(hào)研究較少。本研究以大鼠頸動(dòng)脈球囊損傷為模型,對(duì)ERS關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行驗(yàn)證,同時(shí)分析Bax和Bcl-2這對(duì)拮抗因子的變化,所得結(jié)論與既往研究基本一致,補(bǔ)充和完善了豁痰解毒通絡(luò)飲的作用機(jī)制?;硖到舛就ńj(luò)飲具有多成分、多途徑、多靶點(diǎn)的特點(diǎn),今后仍需進(jìn)一步探討其作用機(jī)制。