竹节参总皂苷对衰老大鼠心肌纤维化的改善作用及作用机制

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目的:  (1) 研究增龄过程中大鼠心肌纤维化与AMPK/Sirt1/NF-κB信号通路介导炎症反应的相关性;  (2) 研究竹节参总皂苷(total saponins of Panax japonicas, TSPJ)对衰老大鼠心肌纤维化的改善作用及其作用机制,为临床开发TSPJ用于改善衰老伴随的心肌纤维化提供理论依据和实验支撑。  方法:  (1) 将SD雄性大鼠按年龄分为3月龄(3M)组、9月龄(9M)组、15月龄(15M)组、24月龄(24M)组大鼠,每组各10只。  (2) 将30只18月龄大鼠随机分为衰老模型组、TSPJ低剂量组、TSPJ高剂量组,每组各10只;TSPJ低、高剂量组分别灌胃给予TSPJ 10 mg/kg/d、60 mg/kg/d,衰老模型组灌胃给予等量生理盐水,每天灌胃1次,每周6天,周日不给药,连续灌胃6个月至24月龄。另取10只6月龄(6M)大鼠作为青年对照组。称取大鼠体重,腹腔注射乌拉坦麻醉后处死。主要检测指标如下:  1) HE染色观察各组大鼠心肌形态变化;  2) Masson染色观察各组大鼠心脏胶原沉积变化;  3) 组织免疫荧光法检测成纤维细胞标记物Vimentin及核转录因子NF-κBp65的蛋白表达变化及定位情况;  4) Western Blot法检测Vimentin、p-AMPK、Sirt1、Ac-NF-κBp65、TNF-α、IL-1β蛋白表达量的变化;  5) RT-PCR法检测肌成纤维细胞标记物α-SMA,胶原相关蛋白COL1α2、COL3α1,炎性相关因子TNF-α、IL-1β、IL-6、MCP-1和基质金属蛋白酶MMP2、MMP9的mRNA表达水平。  结果:  (1) 1) HE染色结果显示,3、9月龄大鼠心肌纤维排列整齐,结构清晰、紧凑;15月龄大鼠心肌纤维排列紊乱,肌纤维断裂,缝隙加大并伴随有炎性细胞浸润;24月龄大鼠肌纤维明显紊乱、心肌间隙显著增加,并伴随有大量炎性细胞浸润;  2) Masson染色结果显示,胶原蛋白主要沉积在细胞外基质和血管周围,并随着年龄的增长,胶原沉积加重,其中在24月龄大鼠中表现最为突出。  3) 免疫荧光结果显示, Vimentin位于胞浆内细胞膜的边缘,呈粗细不等的绿色线条或细丝分布,并交织成网状结构;随着年龄的增长,Vimentin表达量逐渐增加,细胞两端逐渐伸展为狭长的梭形,其中24月龄大鼠中Vimentin在细胞延伸部位表达最强。Western Blot结果同样显示,与3、9月龄大鼠相比,24月龄大鼠心脏中Vimentin表达量明显增加,且呈年龄依赖性。  4) 组织免疫荧光结果显示,3、9、15月龄大鼠心脏中NF-κBp65表达量较少,而24月龄大鼠心脏中NF-κBp65表达量明显增多,且主要集中在细胞核。  5) Western Blot结果显示,与3、9、15月龄大鼠相比,24月龄大鼠心脏中Ac-NF-κBp65蛋白量显著增加, Sirt1蛋白水平明显降低;同时与3月龄大鼠相比较,15、24月龄大鼠心脏中p-AMPK表达水平明显下调,且呈年龄依赖性。  6) RT-PCR结果显示,与3、9月龄大鼠相比, 24月龄大鼠心脏中TNF-α、IL-1β、IL-6和MCP-1的mRNA表达水平显著上调;与15月龄大鼠相比,24月龄大鼠心脏中IL-6和MCP-1的mRNA表达也明显上升。  (2) 1) 低、高剂量的TSPJ能减弱衰老大鼠心肌纤维紊乱程度,减少炎性细胞浸润,降低衰老大鼠胶原蛋白沉积;  2) 低、高剂量的TSPJ能有效促进衰老心肌中p-AMPK和Sirt1蛋白的表达上调,降低NF-κBp65蛋白乙酰化水平;  3) 低、高剂量的TSPJ能明显抑制衰老大鼠心肌炎性因子TNF-α和IL-1β的表达;  4) 低、高剂量的TSPJ能有效抑制衰老大鼠心脏中肌成纤维细胞标记物α-SMA,相关胶原蛋白COL1α2、COL3α1和基质金属蛋白酶MMP2、MMP9的mRNA表达水平。  结论:  (1) 在增龄过程中大鼠心肌纤维化加重,其机制与大鼠心脏中p-AMPK、Sirt1蛋白表达水平下调,导致Ac-NF-κBp65的表达水平上调,从而激活心肌炎症反应相关。  (2) TSPJ能促进衰老大鼠心脏组织中p-AMPK、Sirt1蛋白的表达,抑制NF-κBp65蛋白乙酰化,从而减弱心肌炎症反应,改善衰老伴随的心肌纤维化。
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