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异莲心碱(IL)是从传统中药莲子心中提取的一个有效的双苄基异喹啉生物碱单体。其研究历史不长,许多药理作用仍不清楚。根据其化学结构、其类似物的药理作用以及其现有的研究成果,我们推测异莲心碱还可能有抗冠心病作用及抗肺纤维化作用等。为进一步证实我们的这些推测并将其开发成新药提供理论和实验依据,本学位论文由两部分组成:①异莲心碱对冠脉平滑肌的作用,②对肺纤维化作用研究。 第一部分 异莲心碱对冠脉平滑肌的作用及机制探讨 已证实,中药莲子心中的甲基莲心碱和莲心碱具有抗心肌缺血、和抗实验性心律失常等作用;异莲心碱具有抗左室肥大以及抗苯肾上腺素或血管紧张素Ⅱ诱导的猪冠脉平滑肌细胞增殖作用,这些作用的产生可能与其抗钙作用有关。在硕士阶段工作的基础上,本论文的第一部分继续以冠脉平滑肌为研究对象,探讨异莲心碱对脂蛋白氧化及脂蛋白促细胞增殖的作用、离体心脏冠脉流量、细胞BKCa通道、细胞凋亡、细胞内钙浓度等的作用。 §1 异莲心碱对脂蛋白氧化及对脂蛋白促冠脉平滑肌细胞增殖作用的影响 方法:采用超速梯度离心及透析法获取人血浆中脂蛋白(LDL和VLDL);采用TBA比色法测定猪冠状动脉平滑肌细胞(CASMC)培养液的MDA含量和琼脂糖凝胶电泳法确定脂蛋白氧化修饰程度,观察异莲心碱(IL)对Cu2+和CASMCs诱导脂蛋白(LDL和VLDL)氧化修饰作用的影响;采用MTT法,观察IL对LDL、VLDL、ox-LDL、ox-VLDL分别诱导的CASMCs增殖的影响。 结果:①Cu2+10μmol·L-1可显著诱导脂蛋白(LDL和VLDL)氧化,而IL0.1、1、10、100μ mol·L-1能浓度依赖性地抑制Cu2+诱发的LDL和VLDL氧化修饰。IL100μ mol·L-1与Vit150μ mol·L-1的抗Cu2+诱导的LDL和VLDL氧化作用强度接近或相当。②CASMCs能明显诱导LDL和VLDL氧化修饰,而IL0.1、1、10、100μ mol·L-1能浓度依赖性地抑制CASMCs诱发的LDL和VLDL氧化修饰。在1μ mol·L-1就已具有作用(p<0.05)。IL10μ mol·L-1抗CASMCs诱导的脂蛋白氧化作用强度与Vit C150μ mol·L-1的作用程度接近或相当。 §2 异莲心碱对离体心脏室内压及冠脉流量的作用 方法:采用离体心脏Langendorff灌流法,观察IL对离体心脏冠脉流量、室内压及心率的影响。 结果:①以给药前的基础冠脉流量为100%,IL0.01,0.1,1μmol·L-1可剂量依赖性地增加冠脉流量,分别较对照水平增加(5.3±3.5)%,(28.9±4.6)%和(33.3±2.9)%。阳性对照药Ver0.1μmol·L-1可增加冠脉流量为(12.5±3.4)%。但IL10μmol·L-1略增加冠脉流量水平(16.5±2.7)%,低于IL1μmol·L-1增加冠脉流量的水平(33.3±2.9)%,考虑其原因可能是大剂量IL对心脏的抑制作用过强所致。②以给药前的LVDP值为100%,IL0.01,0.1,1μmol·L-1和Ver0.1μmol·L-1对LVDP影响较小。但IL10μmol·L-1可显著降低LVDP(p<0.01),可能是由于在此剂量下,IL明显抑制心脏所致。③以给药前的心率值为100%,IL(0.01,0.1,1μmol·L-1)和Ver(0.1μmol·L-1)对心率影响不明显。但IL(10μmol·L-1)可显著抑制心率(p<0.01)。 结论: 1.IL可对抗Cu2+和猪冠脉平滑肌细胞诱导的脂蛋白(LDL,VLDL)氧化修饰作用。它还抑制LDL、VLDL、ox-LDL、ox-VLDL分别促冠脉平滑肌细胞增殖的作用。 2.小剂量IL(0.01,0.1,1μmol·L-1)可增加冠脉流量,但对心率和心室发展压(LVDP)无明显影响,表明其增加冠脉流量与扩张冠脉有关;大剂量(10μmol·L-1)时,可显著降低LVDP和心率,表明其可抑制心脏收缩力及抑制心脏电活动。 3.IL对培养冠脉平滑肌细胞BKCa通道具有双相调节:小剂量(1μmol·L-1)可促进BKCa通道开放,增强钾外向电流;大剂量(100μmol·L-1)抑制BKCa通道开放,减小钾外向电流。 第二部分 异莲心碱抗肺纤维化作用及机制初探 异莲心碱的动物药代动力学结果显示,静脉注射或口服给药时,其肺部浓度都很高,表明肺是其富集器官之一。与异莲心碱同属双苄基异喹啉碱结构的粉防己碱,已证实有抗纤维化作用,且曾用于治疗矽肺。这促使我们推测异莲心碱也可能具有抗肺纤维化作用。因此,本论文的第二部分探讨了异莲心碱对实验性肺纤维化的作用。 §1 异莲心碱抗实验性肺纤维化作用 方法:采用气管内灌注博来霉素诱导小鼠肺纤维化的动物模型;主要采用肺组织病理学和羟脯氨酸含量评价肺纤维化程度;肺组织病理学检查采用HE染色和胶原染色法,羟脯氨酸含量采用氯胺-T法;实验分8组:①BLM-Sal组(12只),②BLM-IL10组(12只),③BLM-IL20组(12只),④BLM-IL40组(12只),⑤Sal-Sal组(12只),⑥Sal-IL10组(4只),⑦Sal-IL20组(4只),⑧Sal-IL40组(4只);于气管内灌注后14天,观察异莲心碱对肺纤维化的作用。 结果:①肉眼观察,Sal-Sal、Sal-IL10、Sal-IL20和Sal-IL40组双肺呈粉红色,触之柔软,弹性好,表面光滑。BLM-Sal组肺颜色暗红,表面皱缩,体积变小,质地变硬,似乎可见白色小点。BLM-IL10、BLM-IL20和BLM-IL40组肺颜色依次从红到粉红色,表面基本上无皱缩也体积变小,质地依次由硬到软。②BLM可引起肺部的广泛炎症反应,光镜下见正常肺泡结构丧失、肺泡壁增厚、Ⅱ型细胞增生及肺泡和间质广泛的急性炎症反应;改良Van Gieson染色胶原为红色,BLM可引起胶原的大量堆积。IL(10,20,40 mg/kg)对气管内灌注Sal的小鼠的肺组织学没有明显改变,但可剂量依赖性地显著减轻BLM诱导的间质增厚和炎症反应,也可减少胶原堆积。 §2 异莲心碱抗实验性肺纤维化作用机制 方法:采用超氧化物岐化酶(SOD)测试盒和丙二醛(MDA)测定试剂盒检测血清和肺组织中SOD活性和MDA含量;采用免疫组织细胞化学技术检测肺组织中TGF-β和TNF-a的表达。 结果:①SOD活性可以间接反应活性氧(ROS)的产生,SOD活性高则ROS产生少,反之则高。气管内灌注BLM可显著地引起血清和肺组织中SOD活性降低,BLM-Sal组血清和肺组织中SOD活性分别从对照组(Sal-Sal组)的0.394±0.066 U/ml和0.180±0.020 U/mg protein降至0.624±0.058 U/ml和0.280±0.026 U/mg protein, n=12,p<0.01,p<0.01。IL(10,20,40 mg/kg)可剂量依赖性地阻止BLM诱导的血清和肺组织中SOD活性降低,但并对非肺纤维化小鼠的血清和肺组织中SOD活性影响不明显。②MDA含量是反应脂质过氧化物水平的一个指标,MAD含量高则脂质过氧化物水平高,MDA含量低则脂质过氧化物水平低。BLM可显著地增加血清和肺组织中MDA含量,分别从对照组水平的5.30±0.73nmol/ml和1.65±0.44 nmol/mg protein增加至9.54±0.76 nmol/ml和3.29±0.50nmol/mg protein,n=12, p<0.01,p<0.01。IL(10,20,40 mg/kg)可显著地降低BLM诱导的血清和肺组织中MDA含量的增加,血清中MDA含量分别降至8.58±0.58nmol/ml,6.67±0.72 nmol/ml和5.39±0.49 nmol/ml,肺组织中MDA含量分别降至2.96±0.68 nmol/mg protein,2.48±0.49 nmol/mg protein和1.64±0.56nmol/mg protein。但IL并不影响非肺纤维化小鼠的血清和肺组织中MDA含量。③BLM可明显诱导肺组织中TNF-α和TGF-β1表达增加,OD值分别从对照水平的0.323±0.020,0.119±0.032升高至0.428±0.051,0.195±0.045。IL(10,20,40mg/kg)可显著减少BLM诱导肺组织中的TNF-α和TGF-β1表达增加,但对正常肺组织中TNF-α和TGF-β1的表达影响不明显。 结论: 1.IL可剂量依赖性地减轻BLM诱导的肺部炎症反应,以及降低BLM诱导的羟脯氨酸含量的增加,表明IL具有抗PF作用。 2.IL可剂量依赖性地降低BLM诱导的血清和肺组织中MDA含量增加,以及增加BLM所致的血清和肺组织中SOD活性降低,表明IL具有抗氧化或抗炎作用。 3.IL可剂量依赖性地降低BLM诱导的肺组织中TNF-α和TGF-β1过量表达,表明IL具有减轻细胞因子过量表达的作用。 可见,IL具有良好的抗PF作用,且其机制可能与其与其抗氧化或抗炎作用,以及抑制TNF-α和TGF-β1过量表达有关。一方面拓宽了IL的药理作用,为将开发成抗PF提供理论和实验依据;同时,也为寻求抗PF良药指明了一个新的资源开采方向—传统中药。