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背景:对于高血压,不单是血压升高造成心血管病危险,而应看作是多种病理生理异常构成的症候群,包括左心室重构、尿蛋白和内皮功能紊乱等,其主要病理生理学特征表现为压力超负荷(pressure overload)和心血管重构(cardiovascular remodeling),包括血管重构(vascular remodeling)和心脏重构(cardiac remodeling)。这些功能和结构改变如果不能及时有效地控制和治疗,后果将会更加复杂,甚至导致心源性猝死和心衰死亡。因此,是否能够和如何逆转高血压所致的心血管重构,已成为高血压治疗的关键,开发新的抗高血压和抗心血管重构的药物是心血管研究领域的热点之一。玉郎伞系蝶形花科植物疏叶崖豆Millettia pulchra (Benth.) Kurz var. Laxior (Dunn)Z.Wei的块根,是广西壮族的特色药材之一,具有广泛的心血管药理活性,17-甲氧基-7-羟基-苯并呋喃查尔酮(17-methoxyl-7-hydroxy-benzene-furanchalcone,简称MHBFC)是从玉郎伞中提取的黄酮化合物,课题组前期研究证实,MHBFC在体外具有较强的清除自由基、抗凝血能力,对H2O2和缺氧/复氧所致的心肌细胞损伤有明显的保护作用,在体内具有抗大鼠心肌缺血再灌注损伤的作用,该显著的心脏保护作用,让我们想到其对压力超负荷心血管重构是否亦有逆转作用。为此,本实验采用压力超负荷大鼠模型,研究MHBFC逆转压力超负荷大鼠心血管重构的作用及机制,为进一步的新药研发提供理论和实验依据。目的:研究MHBFC逆转压力超负荷大鼠心血管重构的作用及机制,为进一步的新药研发提供理论和实验依据。方法:雄性SD大鼠,体重130-160g。麻醉后于左肋弓下缘行纵切口,游离腹主动脉,将外径为0.7mm的小圆棒和腹主动脉平行放置,用丝线将其一起结扎,然后迅速抽出小圆棒,致使腹主动脉被缩窄到外径约0.7mm,形成腹主动脉缩窄模型,诱导心肌肥大和重构。假手术组大鼠只行手术通路,不缩窄腹主动脉,其余手术操作均和模型组相同。第一部分MHBFC对压力超负荷大鼠心血管重构的作用术后,大鼠随机分为5组,每组6只:(1)假手术组;(2)模型组;(3)Lisinopril15mg/kg组;(4)MHBFC6mg/kg组;(5)MHBFC12mg/kg组。于手术后第4天开始灌胃给药,给药容积为0.2ml/l00g体重,每天给药1次,连续6周,假手术组和模型组仅给予等量溶媒。实验最后一天,采用多通道生物信号分析系统检测血流动力学和心功能的变化,Masson’s染色和HE染色观察心血管组织病理学改变,透射电子显微镜下观察心肌超微结构变化。RT-PCR检测心肌肥大的Marker基因-心房利钠肽(atrial natriureticpeptide,ANP)的表达。第二部分:MHBFC逆转压力超负荷大鼠心血管重构的内皮机制研究实验一基于内皮素系统的作用机制研究本部分实验标本来自于实验的第一部分,分为4组:(1)假手术组;(2)模型组;(3)MHBFC6mg/kg组;(4)MHBFC12mg/kg组。收集到相关标本后,采用ELISA法测定血浆中内皮素-1(endothelin-1,ET-1)的含量,RT-PCR观察心肌组织ET-1和内皮素转化酶(endothelin converting enzyme,ECE)的表达,免疫组化法检测心肌组织内皮素A型受体(endothelin-1receptor A type,ETA)和内皮素B型受体(endothelin-1receptor B type,ETB)的表达。实验二基于eNOS-NO信号通路的作用机制研究术后,大鼠随机分为5组,每组6只:(1)假手术组;(2)模型组;(3)MHBFC12mg/kg组;(4)左旋硝基精氨酸甲酯(NG-nitro-L-argininemethyl ester, L-NAME)50mg/kg(L-NAME50)组;(5)MHBFC12mg/kg+L-NAME50mg/kg (MHBFC12+L-NAME50)组。其中第(1)-(3)组同第一部分。实验最后一天,采用多通道生物信号分析系统检测大鼠血流动力学和心功能的变化,Masson’s染色和HE染色观察心肌组织的病理学改变,免疫组化法检测心肌组织内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitricoxide synthase,eNOS)的蛋白表达,生化法检测血浆中一氧化氮(nitricoxide,NO)含量的变化。实验三基于前列环素(prostacyclin, PGI2)的作用机制研究术后,大鼠随机分为5组,每组6只:(1)假手术组;(2)模型组;(3)MHBFC12mg/kg组;(4)吲哚美辛(indomethacin)2mg/kg(Indo2)组;(5)MHBFC12mg/kg+Indo2mg/kg(MHBFC12+Indo2)组。其中第(1)-(3)组同第一部分。实验最后一天,采用多通道生物信号分析系统观察血流动力学和心脏功能的变化,Masson’s染色和HE染色观察心肌组织病理学改变,ELISA法检测血浆中PGI2含量的变化。结果:第一部分MHBFC对压力超负荷大鼠心血管重构的作用1.血压的变化:实验期间,假手术组大鼠尾动脉收缩压(systolic bloodpressure,SBP)基本保持稳定,模型组大鼠尾动脉SBP呈时间依赖性增加。经MHBFC6,12mg/kg治疗后,自试验第4周起,大鼠尾动脉SBP明显降低(P<0.05或P<0.01vs model group)。缩窄腹主动脉6周后,与假手术组相比,模型组大鼠颈动脉收缩压(aorta systolic blood pressure,ASBP)、颈动脉舒张压(aorta diastolic blood pressure,ADBP)和颈动脉平均动脉压(aorta mean blood pressure,AMBP)均明显增高(P<0.01)。经MHBFC6,12mg/kg治疗后,大鼠颈动脉ASBP、ADBP和AMBP呈剂量相关性降低(P<0.05或P<0.01vs model group)。2.心功能的改变:缩窄腹主动脉6周后,模型组大鼠的左室收缩压(leftventricular systolic pressure, LVSP)、左室压力最大上升速率(maximal rate ofleft ventricular systolicpressure,+dp/dtmax)和左室压力最大下降速率(maximalrate of left ventriculardiastolic pressure,-dp/dtmax)均明显增加(P<0.01vssham group),而左室舒张末期压(left ventricular end diastolic pressure,LVEDP)明显降低(P<0.01vs sham group)。而经MHBFC6,12mg/kg治疗后,大鼠的心室舒缩功能明显改善(P<0.05或P<0.01vs model group)。3.心血管重构的程度:缩窄腹主动脉6周后,与假手术组相比,模型组大鼠的全心指数(heart weight/body weight,HW/BW)、左心指数(leftventricular weight/body weight,LVW/BW)、右心指数(right ventricularweight/body weight,RVW/BW)和肺指数(lung weight/body weight,LW/BW)均明显增加(P<0.01),表明模型大鼠的心脏发生了大体上的重构。模型组大鼠心肌细胞横截面积、心肌间质胶原容积分数(collagen volume fraction,CVF)、心肌血管周围胶原面积(perivscular collagen area,PVCA)和心肌组织羟脯氨酸(hydroxyproline)的含量均明显增加(P<0.01vs sham group)。血管HE染色检测结果发现,模型组大鼠腹主动脉的管腔总面积(lumenarea,LA)、血管总面积(total aorta area,TAA)、血管管壁横截面积(aortacross-section area,ACSA)、ACSA/TAA、血管平均直径(aorta diameter,AD)、血管管壁平均厚度(Media)、血管腔平均直径(Lumen)以及Media/Lumen等均明显增加(P<0.01vs sham group),表明模型组大鼠的主动脉发生了明显的重构。另外,模型组大鼠心肌组织ANP mRNA的表达明显上调(P<0.01vs sham group)。经MHBFC6,12mg/kg治疗后,心脏指数和肺指数明显降低,可明显抑制心肌细胞横截面积的增加,抑制CVF、PVCA和羟脯氨酸含量的升高(P<0.05或P<0.01vs model group),下调大鼠心肌组织ANP mRNA的表达(P<0.05或P<0.01vs modelgroup)。心肌超微结构检测发现,模型组大鼠心肌细胞发生了亚细胞结构的重构,表现为线粒体数量和体积的增加,经过MHBFC12mg/kg治疗后,大鼠心肌纤维呈有序地平行排列,肌小节由Z线均匀分隔,线粒体的形状呈较规则的卵圆形,且呈列分布在肌纤维之间,提示MHBFC可一定程度改善这种亚细胞结构的重构。第二部分MHBFC逆转大鼠心血管重构的内皮机制研究实验一基于内皮素系统的作用机制研究缩窄腹主动脉6周后,与比假手术组相比,模型组大鼠血浆ET-1的含量明显升高(P<0.01),心肌组织ET-1mRNA、ECE mRNA、ETA和ETB的表达均明显上调(P<0.05或P<0.01)。MHBFC6,12mg/kg治疗6周后,可明显抑制大鼠血浆ET-1的升高,下调大鼠心肌组织ET-1mRNA、ECE mRNA、ETA和ETB的表达(P<0.05或P<0.01vs model group)。血浆NO含量检测发现,模型组大鼠血浆NO含量明显低于假手术组(P<0.01)。MHBFC6,12mg/kg可明显提高血浆中NO含量(P<0.05或P<0.01vs model group),并且血浆中NO的含量与RVW/BW、心肌羟脯氨酸含量、尾动脉SBP均呈现明显的负相关。实验二基于eNOS-NO信号通路的作用机制研究1.血压的变化:实验期间,L-NAME组大鼠尾动脉SBP随时间逐渐升高,与同期模型组的SBP相比有显著性差异(P<0.05或P<0.01)。与L-NAME组相比,合用MHBFC12mg/kg后,在第2、4、6周均能降低大鼠尾动脉SBP(P<0.05或P<0.01)。2.心功能的改变:L-NAME组大鼠心室的收缩功能明显增强,而心室的舒张功能和顺应性明显降低(P<0.01vs sham group)。合用MHBFC12mg/kg后,能明显降低ASBP和LVSP (P<0.01vs L-NAME group),改善心肌的顺应性。3.心脏重构的程度:缩窄腹主动脉6周后,L-NAME组大鼠的LVW/BW和RVW/BW明显增加,心肌细胞横截面积亦明显增加(P<0.05或P<0.01vs sham group),合用MHBFC12mg/kg后能明显改善心肌细胞的肥大(P<0.01vs L-NAME group)。另外,L-NAME组大鼠心肌纤维化程度、心肌组织羟脯氨酸的含量明显增加(P<0.01vs sham group),提示L-NAME诱发了比模型组更严重的胶原沉积,合用MHBFC12mg/kg可明显改善L-NAME导致的心肌纤维化,明显抑制心肌组织羟脯氨酸含量的增加(P<0.01vs L-NAME group)。4. eNOS-NO的改变:缩窄腹主动脉6周后,模型组大鼠心肌组织的eNOS蛋白表达水平与假手术组相比明显下调(P<0.01),经过MHBFC12mg/kg治疗后,eNOS蛋白表达水平明显增加(P<0.01vs model group)。L-NAME组大鼠心肌组织的eNOS蛋白表达被明显抑制,合用MHBFC12mg/kg后能明显提高被抑制的eNOS蛋白的表达(P<0.01vs L-NAMEgroup)。L-NAME组大鼠血浆中的NO含量明显下降,合用MHBFC12mg/kg治疗后能明显增加血浆中NO的含量(P<0.01vs L-NAME group)。实验三基于前列环素(prostacyclin,PGI2)的作用机制研究1.血压的变化:缩窄腹主动脉6周后,Indo2组大鼠的尾动脉SBP呈时间依赖性升高,ASBP也明显增加,合用MHBFC12mg/kg后能明显改善Indo诱导的高血流动力学状态(P<0.05或P<0.01vs Indo2group)。2.心功能的改变:缩窄腹主动脉6周后,Indo2组大鼠的心脏收缩功能明显增加,心肌的顺应性明显下降,合用MHBFC12mg/kg后能明显抑制Indo引起的心肌收缩力的提高,改善心肌的顺应性。3.心脏重构的程度:缩窄腹主动脉6周后,Indo2组大鼠的HW/BW、LVW/BW和RVW/BW明显增加(P<0.01vs sham group),心肌细胞横截面积亦明显增加,合用MHBFC12mg/kg后能明显改善心肌细胞的肥大(P<0.01vs Indo2group)。Indo2组大鼠心肌组织的CVF、PVCA和羟脯氨酸含量明显增加(P<0.01vs sham group),合用MHBFC12mg/kg后能明显抑制CVF和PVCA的恶化(P<0.05或P<0.01vs Indo2group),明显抑制心肌组织羟脯氨酸含量的增高(P<0.01vs Indo2group)。4. PGI2含量的变化:缩窄腹主动脉6周后,模型组大鼠血浆中PGI2含量明显降低(P<0.01vs sham group),经MHBFC12mg/kg治疗后能明显提高血浆中PGI2的含量(P<0.01vs model group)。Indo2组大鼠血浆PGI2的含量亦明显降低,合用MHBFC12mg/kg后能明显提高血浆中PGI2的含量(P<0.01vs Indo2group)。结论:1. MHBFC6,12mg/kg可明显逆转压力超负荷大鼠的心血管重构,并且这种逆转作用呈一定的剂量依赖性;2. MHBFC逆转心血管重构的作用机制可能与其恢复内皮细胞的分泌功能密切相关,表现为增加NO和PGI2的分泌,抑制ET-1的合成与分泌,抑制内皮素系统的活化。