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前言:
冠心病是临床中关注的一个焦点,它是由于冠状动脉供血与心肌需求不平衡导致的心肌损伤的急性状态,心肌缺血引起的损伤甚至坏死是冠心病的主要病理改变。它不仅在西方国家,而且在发展中国家是一个主要的公共健康问题。根据世界卫生组织预测,到2020年它将是世界范围内死亡的主要原因。近些年,介入手术在心血管疾病治疗方面取得很大进展,但是药物治疗仍然是心血管疾病的基石,因此开发新的抗心肌缺血药物并探索抗心肌缺血机制仍是一项重要的研究课题。
炎症是机体对损伤因子所产生的防御反应,是由多种细胞和细胞因子共同参与的复杂过程。它不仅参与感染性疾病的全过程,而且在非感染性疾病中也发挥十分重要的作用。目前国内外的研究表明,冠心病、高血压、心力衰竭、血脂异常、缺血再灌注损伤等疾病的发生发展都与炎症反应有密切相关性。例如对CRP等炎症因子的检验已经作为衡量多种心血管疾病严重程度的重要指标。另外他汀类药物的抗炎活性使其在心血管疾病的广泛应用。
异丙肾上腺素是一种合成的儿茶酚胺,它能导致严重的心肌损伤。根据实验以及临床研究的相关证据表明:氧化应激、凋亡、炎症反应与其心肌损伤密切相关,近年来被广泛应用于心肌缺血的药理学和药效学研究。
梓醇作为地黄中的主要有效成份,属于环烯醚萜单糖类。相关研究表明梓醇具有多种生物学活性,如抗炎、抗氧化、抗凋亡、降血糖等多种生物学活性。目前关于对梓醇的研究主要集中在其对神经系统的保护作用,对心血管系统的相关研究才刚刚起步。本课题组的前期研究发现梓醇在细胞水平对心肌细胞也有保护作用。本实验中我们进一步从炎症角度来分析梓醇对的心肌损伤的作用,进一步为证实梓醇的心血管保护作用提供实验基础和理论基础。
在本实验中我们观察了梓醇对异丙肾上腺素诱导大鼠心肌损伤的作用并分析其潜在的心肌保护作用机制,探讨其保护作用是否与减少TNF-α和IL-1β的表达,抑制NF-kB的活性及调节凋亡相关因子Bcl-2和Bax的表达有关。
材料与方法:
第一部分:
1、分组及给药方法:
将48只雄性wistar大鼠(12周龄)随机分为六组,分别是:①正常对照组(Control组);②模型组(Model组);③阳性药物对照组(17anshinoneⅡA组):;④低剂量梓醇组(Catalpol(L)组);⑤中剂量梓醇组(Catalpol(M)组);⑥高剂量梓醇组(Catalpol(H)组)。
2、实验内容
(1)动物模型制作:
根据相关文献,连续两天皮下注射异丙肾上腺素(85mg/kg.d)诱导心肌损伤模型。
(2)各组大鼠血清LDH及CK-MB水平用自动生化分析仪检测。
(3)HE染色用以观察各组大鼠心肌病理学改变并根据相关标准对损伤程度进行分级。
(4)各组大鼠心肌TNF-α和IL-1β的mRNA表达用realtimeRT-PCR检测。
(5)各组大鼠心肌TNF-α和IL-1β的蛋白表达用免疫组织化学检测。
(6)各组大鼠心肌NF-kBp65及IkB的蛋白表达用wetern-blot检测。
第二部分:
(1)分组与第一部分相同。
(2)透射电镜检测各组大鼠心肌细胞核的超微改变。
(3)TUNEL检测各组大鼠心肌细胞凋亡的情况,并计算凋亡系数。
(4)realtimeRT-PCR检测各组大鼠心肌组织凋亡相关因子Bax及Bcl-2的mRNA表达。
(5)免疫组织化学检测各组大鼠心肌组织凋亡相关因子Bax及Bcl-2的蛋白表达。
(6)western-blot检测各组大鼠心肌组织caspase-3(凋亡执行者)的蛋白表达。
统计分析:
所有数据应用SPSS13.0进行统计分析,计量资料采用均数-x±标准差表示。多组间比较应用单因素方差分析(one-wayANOVA)统计,以P<0.05表示差异有统计学意义。
实验结果:
第一部分:
(1)连续皮下注射异丙肾上腺素可以引起明显的大鼠心肌组织损伤(心肌酶的升高和心肌组织的损伤改变)。
(2)生化(血清LDH和CK-MB)和病理学(HE染色)检测结果显示:不同剂量的梓醇(2.5,5,10mg/kg)可以减轻异丙肾上腺素诱导的心肌损害,以中高剂量梓醇明显。
(3)与正常组比较,模型组大鼠心肌组织的TNF-α和IL-1β的mRNA和蛋白表达明显升高(P<0.01)。经梓醇预处理后,尤其在中高剂量梓醇组,可以明显减少心肌组织的TNF-α和IL-1β的mRNA和蛋白表达。
(4)大剂量异丙肾上腺素可以上调大鼠心肌细胞NF-kBp65的蛋白表达,减少IkB的表达,梓醇预处理可以逆转这一改变,并呈剂量依赖性。
第二部分:
(1)透射电镜结果显示:梓醇可以阻止异丙肾上腺素诱导的大鼠心肌细胞核的染色质边集。
(2)TUNEL检测显示:与正常对照组比较,异丙肾上腺素可以明显增加心肌细胞凋亡阳性细胞比例(2.25±0.58%vs32.2±4.79%,P<0.01),经梓醇预处理后,可以阻止这种改变。
(3)与正常组比较,模型组大鼠心肌Bax的mRNA和蛋白表达明显升高(P<0.01),而Bcl-2明显降低(P<0.01)。梓醇预处理可以逆转这种改变。
(4)异丙肾上腺素可以增加大鼠心肌组织中caspase-3(凋亡执行者)的蛋白表达,梓醇预处理可以呈剂量依赖性的阻止这一改变。
结论:
(1)大剂量皮下注射异丙肾上腺素通过诱导心肌炎症反应和凋亡可以引起明显的大鼠心肌组织损伤。
(2)梓醇预处理可以呈剂量依赖性的保护异丙肾上腺素诱导的大鼠心肌损伤。
(3)梓醇的心肌保护作用机制部分与抑制大鼠心肌组织中TNF-α和IL-1β的mRNA和蛋白表达,调节心肌组织中核转录因子NF-kB的活性有关。
(4)梓醇的抗凋亡作用与调节心肌组织中凋亡相关因子Bax和Bcl-2的mRNA和蛋白表达,抑制caspase-3的活性有关。