高永雙,孫安盛,何娜,吳芹,楊丹莉(1.廣東中山市第三人民醫(yī)院藥劑科,中山市58451;.遵義醫(yī)學院藥理學教研室/貴州省基礎(chǔ)藥理重點實驗室,遵義市563003)
心肌肥大是心肌對多種心血管刺激的適應性反應,早期具有代償意義,但長期的心肌肥大將發(fā)展為心力衰竭、心律失常和猝死[1]。心肌肥大發(fā)展成心衰是威脅公眾健康的一個嚴重問題,因此,對其發(fā)病機制和防治研究一直是重點關(guān)注課題。探討心肌肥大發(fā)病的分子機制可為其治療提供新的靶點,其中鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶(Calcineurin,CaN)介導的信號通路在病理性心肌肥大的形成和發(fā)展中起重要調(diào)節(jié)作用[2]。吳茱萸為蕓香科植物吳茱萸Euodia rutaecarpa(Juss.)Benth.)、石虎E.rutaecarpa(Juss.)Benth.var.officinalis(Dode)Huang或疏毛吳茱萸E.rutaecarpa(Juss).Benth.var.bodinieri(Dode)Huang的干燥近成熟果實,對神經(jīng)退行性疾病,如阿爾茨海默病的治療有很好的潛力,并可抑制腫瘤,在心血管系統(tǒng)方面具有廣泛的藥理作用[3]。遵義醫(yī)學院藥理學教研室近期研究表明,吳茱萸提取物(EV)具有抑制大鼠右心室肥大的作用。本研究通過野百合堿(Monocrotaline,MCT)所致大鼠右心室肥厚模型[4],觀察EV對大鼠心肌肥大時CaN的影響。
實時熒光定量PCR儀(美國Bio-Rad公司)。
EV(遵義醫(yī)學院植物化學教研室);硝苯地平(Nif,山東新華制藥股份公司,批號:090625);MCT、CaN和CaN催化亞基(calcineurin catalytic subunit,CnA)、兔抗大鼠多克隆抗體購自美國Sigma公司;羊抗兔免疫球蛋白G(IgG,二抗,北京中山金橋公司);CaN引物(大連寶生物工程有限公司);SYBR GREEN PCR Master Mix(英國ABI公司)。
清潔級Wistar大鼠,月齡2~3月,♂,體重(200±20)g,由第三軍醫(yī)大學第三附屬醫(yī)院實驗動物中心提供(許可證號:SCXK(渝)2002008)。
吳茱萸粉碎成粗粉經(jīng)乙醇回流提取,回收乙醇,稠膏用乙酸乙酯萃取,回收乙酸乙酯,得提取物。乙醇回流后的藥渣加水煎煮過濾,濃縮得濃縮液;萃取后的水溶液和濃縮液過濾,濾液用鹽酸調(diào)pH值至1.0~4.0。溶液中加NaCl使含量為5%~10%,攪拌使其溶解,靜置濾過,沉淀用水洗滌,調(diào)pH值至4.0~7.0,得提取物。與上述提取物合并,減壓干燥、粉碎即得樣品提取物,為粉末狀,臨用時蒸餾水溶解。
大鼠60只隨機分為正常對照(等體積生理鹽水)、模型(等體積生理鹽水)、Nif(20 mg·kg-1)和EV高、中、低劑量(200、100、50 mg·kg-1)組。正常對照組ip等容積生理鹽水,其余各組大鼠ip 2%MCT 60 mg·kg-1(MCT溶于1 mol·L-1鹽酸,調(diào)pH值至7.4),連續(xù)18 d復制模型。模型復制開始24 h后ig給藥,給藥容積為1 mL·kg-1,每天1次,連續(xù)18 d。EV用0.2%羧甲基纖維素鈉助溶。
處死大鼠,稱體重(BW)后取出肺、完整心臟,去除血管和左、右心房,分離左、右心室,濾紙蘸干水分,稱取肺濕重(LW)、右心室濕重(RVW)和左心室加室間隔濕重[(LV+S)W],計算右心室肥大指數(shù)(RVHI)=RVW/(LV+S)W;右室相對重量(RI)=RVW/BW和LW/BW。
按Trizol法提取心肌細胞總RNA,紫外分光光度計檢測A260/A280,比值在1.8~2.0范圍。按逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說明將其逆轉(zhuǎn)錄為cDNA并稀釋,進行聚合酶鏈反應。CaN正義鏈:ctgagatgctggtaaacgtcctga,反義鏈:tgctcggatcttgttcctgatg,擴增產(chǎn)物長度為122 bp;β肌動蛋白(β-actin)正義鏈:F-ggagattactgccctggct,反義鏈:R-gactcatcgtactcctgttgctg,擴增產(chǎn)物長度為150 bp。以β肌動蛋白為內(nèi)參照,用相對定量法計算CaN mRNA的表達水平。以循環(huán)閾值(Ct值)為統(tǒng)計參數(shù),用目的基因表達/β-actin基因表達,對CaN mRNA進行相對定量。
作心肌組織石蠟切片,進行常規(guī)免疫組化操作(ABC法)。即以抗生物素的過氧化物酶反應檢測,依次加入兔抗大鼠CnA多克隆抗體(一抗)、生物素標記的羊抗兔IgG(二抗),DAB顯色、復染和封片。
實驗結(jié)果以±s表示,用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進行ANOVA分析或t檢驗,進行統(tǒng)計學處理。
與正常對照組比較,模型組于ip MCT 18 d后RVHI、RI分別增加了45.8%和38.0%;LW/BW增加近1倍。EV各給藥組與模型組比較,上述指標均明顯降低,且隨劑量增加作用呈增強趨勢。EV對模型大鼠RVHI、RI和LW/BW的影響見表1。
表1 EV對模型大鼠RVHI、RI和LW/BW的影響(±s,n=10)Tab 1Effects of RVHI index,RI and LW/BW in model rats(±s,n=10)
表1 EV對模型大鼠RVHI、RI和LW/BW的影響(±s,n=10)Tab 1Effects of RVHI index,RI and LW/BW in model rats(±s,n=10)
與正常對照組比較:*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較:#P<0.05,##P<0.01vs.normal control group:*P<0.05,**P<0.01;vs.model group:#P<0.05,##P<0.01
組別正常對照組模型組EV低劑量組EV中劑量組EV高劑量組Nif組LW/BW/×10-4,g·g-1 48.4±7.3289.8±5.33*81.2±5.76#80.3±6.03#75.9±8.05##73.8±7.21##劑量/mg·kg-1--5010020020 RVHI/g·g-1 0.24±0.020.35±0.04**0.29±0.02#0.28±0.02#0.26±0.02##0.27±0.03#RI/×10-4,g·g-1 6.39±0.378.82±0.79*8.29±0.66#8.10±1.07#7.01±0.63#7.31±0.92#
與正常對照組比較,模型組CaN mRNA的表達增加了近8.9倍。高、中、低劑量EV給藥18 d后CaN mRNA的表達顯著降低,3個劑量間呈現(xiàn)較好的量效關(guān)系。EV對模型大鼠右室心肌細胞CaN mRNA表達的影響見表2。
表2 EV對模型大鼠右室心肌細胞CaN mRNA表達的影響(±s)Tab 2Effect of EV on the expression of CaN mRNA in RVH rats pretreated by MCT(±s)
表2 EV對模型大鼠右室心肌細胞CaN mRNA表達的影響(±s)Tab 2Effect of EV on the expression of CaN mRNA in RVH rats pretreated by MCT(±s)
與正常對照組比較:*P<0.01;與模型組比較:#P<0.05,##P<0.01vs.normal control group:*P<0.01;vs.model group:#P<0.05,##P<0.01
組別正常對照組模型組EV低劑量組EV中劑量組EV高劑量組Nif組CaN mRNA 100±37.2889±70.7*507±79.2#391±103.7##178±59.1##251±82.2##劑量/mg·kg-1--5010020020 n444444
免疫組化檢測大鼠右心室CnA蛋白的表達顯示,與正常對照組比較,模型組心肌胞漿中陽性顆粒(棕色)增多,CnA呈高表達;與模型組比較,EV高劑量組心肌胞漿中陽性顆粒少,CnA表達明顯減少。免疫組化檢測大鼠右室心肌組織CnA蛋白的表達見圖1(設(shè)陰性對照)。
心肌肥大最終導致心力衰竭,而心力衰竭在各種心血管疾病中死亡率占居首位[5],故對其防治顯得尤為重要。MCT進入大鼠體內(nèi)代謝為野百合吡咯,后者損傷肺血管內(nèi)皮細胞,導致肺動脈血管平滑肌細胞增殖,引起肺動脈血管構(gòu)型重建而繼發(fā)右室肥大[6],此模型被廣泛用于非原發(fā)于心臟的右心室肥厚和心力衰竭的研究。研究表明,ip MCT 60 mg·kg-118 d,模型組大鼠RVHI、RI和肺重/體重已呈明顯心肌肥厚重構(gòu)特征;同時,CaN mRNA的表達比正常對照組增加了近8.9倍,大鼠心室CnA蛋白質(zhì)的表達顯著增強。EV連續(xù)ig給藥18 d,各給藥組與模型組比較RVHI、RI和肺重/體重均見明顯減輕,心肌細胞CaN mRNA的表達明顯下調(diào),CnA蛋白質(zhì)的表達明顯減弱,顯示EV對MCT誘發(fā)的大鼠右室肥大產(chǎn)生了明顯的抑制作用。
在心肌肥大過程中,Ca2+-CaN-去磷酸化胞漿中的轉(zhuǎn)移核因子(NFAT)信號通路起著至關(guān)重要的作用。CaN是由一個CnA和一個調(diào)節(jié)亞基(CnB)組成的異源二聚體,CnA尤其是CaNAβ亞型在心肌肥大中發(fā)揮著重要作用[7]。激活的CaN通過NFAT3進入細胞核,結(jié)合基因GATA4,一起啟動心肌細胞肥大基因(肌肉介導心鈉素、肌球蛋白輕鏈-2和胎兒β-原肌球蛋白等)表達,最后導致心肌肥大形成;抑制CaN的活性可減輕心肌肥大[8]。研究表明,模型組CaN mRNA和CnA的蛋白表達水平均顯著增高,EV對其產(chǎn)生明顯的抑制作用,表明EV抗心肌肥大作用可能與其抑制CaN有關(guān)。
[1]Berenji K,Drazner MH,Rothermel BA,et al.Does loadinduced ventricular hypertrophy progress to systolic heart failure?[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2005,289(1):H8.
[2]戴文建,王以光.心肌肥厚分子機制研究進展[J].心血管病學進展,2009,30(1):47.
[3]龔慕辛,王智民,張啟偉,等.吳茱萸有效成分的藥理研究進展[J].中藥新藥與臨床藥理,2009,20(2):183.
[4]高永雙,何娜,吳芹,等.吳茱萸提取物抑制野百合堿所致右心室肥厚的實驗研究[J].時珍國醫(yī)國藥,2010,21(1):144.
[5]Kannel WB.Vital epidemiologic clues in heart failure[J].J Clin Epidemiol,2000,53(3):229.
[6]Boor PJ,Gotlieb AI,Joseph EC,et al.Chemical-induce vasculature injury[J].Toxicol Appl Pharmacol,1995,132(2):177.
[7]Bueno OF,Wilkins BJ,Tymitz KM,et al.Impaired cardiac hypertrophic response in Calcineurin Abeta-deficient mice[J].Proc Natl Acad Sci USA,2002,99(7):4586.
[8]Heineke J,Molkentin JD.Regulation of cardiac hypertrophy by intracellular signalling pathways[J].Nat Rev Mol Cell Biol,2006,7(8):589.