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目的:
研究高同型半胱氨酸血症(Hyperhomocysteinemia,HHcy)诱导的大鼠内皮功能不全机制,观察中药复方桃红四物汤对内皮损伤的效应并探讨其机理,为临床治疗动脉粥样硬化等心血管疾病提供靶点和药效依据。
方法:
实验一:雄性SD大鼠20只,随机分为正常组、模型组,每组10只。模型组大鼠给予高蛋氨酸饲料(标准饲料+2%蛋氨酸),正常组给予标准饲料。在第6周和第9周,眼眶采血,并每组随机处死2只大鼠,收集腹主动脉和血清。采用酶联免疫吸附法检测血清同型半胱氨酸(Homocysteine,Hcy)浓度,用生化及酶联免疫吸附检测血清NO、ET-1、PGF1α、TXB2、MDA、SOD、TNF-α、MCP-1浓度,应用HE染色、免疫组化观察主动脉组织病理改变和内皮细胞凋亡情况。并用RT-PCR检测eNOS、tPA、PAI-1、TNF-α、Fas的mRNA表达,westernblot检测eNOS和PAI-1蛋白表达水平。
实验二:雄性SD大鼠24只,随机分为正常组、模型组、桃红组、叶酸组,每组6只。模型组、桃红组、叶酸组大鼠给予高蛋氨酸饲料(标准饲料+2%蛋氨酸),正常组给予标准饲料。同时,桃红组给予桃红四物汤水煎剂(4.59g生药·Kg-1·d-1)灌胃,叶酸组给予叶酸混悬液(1.35mg·Kg-1·d-1)灌胃,正常组、模型组予蒸馏水2ml代替灌胃,每日一次,持续12周,处死取动脉组织冻存。采用酶联免疫吸附法检测血清同型半胱氨酸(Homocysteine,Hcy)浓度,用生化及酶联免疫吸附检测血清NO、ET-1、PGF1α、TXB2、MDA、SOD、TNF-α、MCP-1浓度,应用HE染色、免疫组化观察主动脉组织病理改变和内皮细胞凋亡情况。并用RT-PCR检测eNOS、tPA、PAI-1、TNF-α、Fas的mRNA表达,western blot检测eNOS和PAI-1蛋白表达水平。
结果:
1.与正常组相比,在第6周、9周和12周,模型组血清Hcy较同一时间点正常组升高,但血Hcy浓度无时间依赖的升高趋势。12周时,病理学提示:模型组内膜欠光滑,内皮细胞部分剥脱,内皮下间质细胞胞浆疏松,中膜增厚,部分血管平滑肌细胞排列紊乱,部分血管平滑肌细胞胞浆呈Cleaved Caspase3黄褐色阳性染色。12周时,血ET-1、TXB2、MDA、TNF-α浓度升高,血MCP-1有升高趋势;血NO、PGF-1α、SOD水平降低。主动脉eNOS在基因、蛋白表达水平有时间依赖性降低趋势,PAI-1在基因和蛋白表达水平均呈时间依赖性升高,血管Fas、TNF-αmRNA表达水平随时间逐渐上调。
2.实验12周后,检测正常组、模型组、桃红组合叶酸组的各指标如下:
Hcy浓度:与正常组相比较,模型组血Hcy浓度升高,与模型组相比,叶酸组血Hcy浓度降低。
组织病理改变:HE染色、CD31免疫组化显示模型组内皮细胞部分剥脱,内皮下间质细胞胞浆疏松,血管中膜层增厚,血管平滑肌层层数增多,部分排列不整齐,Cleaved Caspase3免疫组化可见片状血管平滑肌细胞胞浆黄褐色阳性染色;桃红组和叶酸组内皮较完整,内皮下间质细胞胞浆疏松,血管中膜增厚程度轻于模型组。未见Cleaved Caspase3片状阳性染色。
内皮舒缩功能调节因素:相对于正常组,模型组血清NO浓度降低,主动脉组织eNOS基因和蛋白表达水平下降,血清ET-1浓度升高;与模型组相比较,桃红组、叶酸组的药物干预均能使NO浓度和eNOS表达下调,血清ET-1浓度升高,且桃红四物汤效果要优于叶酸。
内皮抗血栓形成因素:相对于正常组,模型组血浆PGF1α浓度降低、TXB2浓度升高;相对于模型组,桃红组PGF1α浓度显著升高,TXB2浓度均显著降低。
纤溶系统:主动脉组织tPA表达在各组间均无差异。与正常组比较,模型组主动脉PAI-1基因和蛋白表达均显著上调;而相对于模型组,桃红组主动脉PAI-1基因和蛋白表达明显下调。
炎症与凋亡相关因素:与正常组相比较,模型组大鼠血清TNF-α浓度升高,血清MCP-1浓度有升高趋势;相对于模型组,桃红组血清TNF-α浓度降低。与正常组相比,模型组大鼠主动脉TNF-α、Fas mRNA表达上调;与模型组比较,桃红组主动脉TNF-αmRNA表达明显下调,Fas mRNA表达有下调趋势。
氧化应激因素:与正常组大鼠比较,模型组MDA浓度升高;与模型组相比,桃红组血清MDA浓度有降低趋势。与正常组大鼠比较,模型组血清SOD浓度降低,与模型组相比,桃红组血清SOD无显著差异。
结论:
1、高同型半胱氨酸血症可以诱导大鼠动脉内皮功能不全,其机制包括:使血管发生病理改变,损伤内皮的舒缩功能、抗血栓形成功能,使纤溶活性下降,并上调死亡受体和配体的表达。
2、桃红四物汤能拮抗高同型半胱氨酸血症诱导的大鼠内皮功能不全,主要通过减轻血管病理学改变,改善内皮的舒缩功能、抗血栓功能,增强纤溶活性,下调死亡受体和配体的表达。