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额尔敦-乌日勒及其优化方对家兔动脉硬化易损斑块中MMPs 的活性调节作用△

2015-07-13都格尔麻春杰乌兰其其格

中国民族医药杂志 2015年9期
关键词:家兔辛伐他汀主动脉

都格尔 麻春杰 乌兰其其格 莲 花

(1.内蒙古国际蒙医医院,内蒙古 呼和浩特 010065; 2.内蒙古医科大学,内蒙古 呼和浩特 010110)

动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)易损斑块(Vulnerable Plaque,VP)是指不稳定和有血栓形成倾向的斑块,具有破裂倾向、易于发生血栓形成和(或)进展迅速的危险斑块[1]。大量研究表明,约70% 至80% 的AS 血栓形成(Atherothrombosis)是由于轻、中度狭窄的动脉斑块的破裂、继发血栓形成所致,动脉粥样硬化血栓形成疾病以高发病率、高致残率、高死亡率、高复发率、并发症多等成为全球性的重负和世纪的挑战。根据有关报告,由动脉粥样硬化血栓形成导致的死亡占人群总死亡的28.7% ~52%[2],因此,稳定易损斑块是防治动脉粥样硬化血栓形成性疾病的关键,亦是目前医学界防治心脑血管急性事件发生的重要目标。大量研究证明,血清基质金属蛋白酶(matri metalloproteinase,MMPs)是造成斑块不稳定的重要原因之一。MMPs 是一组可消化细胞外基质(ECM)的重要酶类,它通过降解纤维帽成分,破坏其结构加速斑块破裂导致ACS 发生[3]。蒙药额尔敦-乌日勒(珍宝丸)以其确切的疗效和安全、低毒等优势和鲜明的蒙医药特色、独特的主治功效,在临床中起到重要作用。在防治心脑血管疾病方面有潜在价值,已引起学者们的关注。近些年对额尔敦-乌日勒的研究逐步深入,临床研究表明其治疗心脑血管疾病疗效显著[4,5]。前期研究表明,额尔敦-乌日勒具有显著的调节血脂,改善血液流变学可能是其抗AS 作用机制之一,还能够有效干预动脉粥样硬化的形成和发展[6],具有消退早期动脉粥样硬化的作用,可能通过降脂、抗炎等途径发挥作用[7]。在实验研究中发现,额尔敦-乌日勒与阳性对照药阿司匹林[8]和辛伐他汀[6]有相似的作用,甚至有的作用优于辛伐他汀。因此我们,通过观察额尔敦-乌日勒及其优化方对家兔AS-PV 对MMPs 活性与表达的调节作用,探讨额尔敦-乌日勒及其优化方抗AS-PV 的作用机制。

1 材料

1.1 药物与试剂 额尔敦-乌日勒[9]:内蒙古蒙药股份有限公司;国家准字:Z15020410;规格:2g/10 粒,30 粒/瓶;生产日期:2012-07-12;产品批号:120706;有效期:至2015-06。额尔敦-乌日勒优化方:与额尔敦-乌日勒同样标准。辛伐他汀片:山东鲁抗医药集团赛特有限责任公司;国家准字:H20083840;生产日期:20121007;规格:20mg/片,12 片/1 板,板/盒;有效期:20141006。青霉素钠注射液:华北制药股份有限公司;国家准字:H13020655;生产日期:20120716;规格:160 万单位/瓶×50 瓶/盒;有效期:201406。肝素钠注射液,d 津生物化学制药有限责任公司;执行标准:国家准字:H12020505 生产日期:20121007;规格:1.25 万单位/2ml,2ml /支,2ml ×10 支/盒;有效期:20141006。3%戊巴比妥纳注射液,胎牛血清白蛋白(Albumin Bovine fraction V):上海生物工程有限公司,鸡蛋黄、猪油、胆固醇:北京爱普华美生物科技有限公司生产,批号:20120715;血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)测试盒均购自南京建成生物技术有限公司。Trizol 试剂来源invitrogen,货号15596-026;DEPC 处理水试剂来源上海基尔顿生物,货号BYL40387;氯仿HPLC 级试剂、异丙醇HPLC 级试剂、无水乙醇AR 级试剂来源均购自上海国药集团;SYBRGreen PCR 试剂盒来源Thermo,货号F-415XL;逆转录试剂盒来源Thermo,货号#K1622。

1.2 动物 健康新西兰白兔,雄性,体重(2.0 ±0.2)kg,90只。由北京市海淀区兴隆实验动物养殖厂提供(许可证编号:SCXK(京)2012-0005,防疫合格证号20120038),试验在内蒙古医科大学蒙药研究院动物实验中心完成。实验条件:(18 ±2)℃,相对湿度(40 ± 15)%。

1.3 主要仪器 日立7180 型全自动生化分析仪:制造商—日本株式会社日立高新技术(日本国东京港区西新桥—丁目24 盘14 号);球囊扩张导管(人用):导引导管规格:145cm×0.84mm,导引导丝规格:145 ×0.36mm,球囊规格:20 ×2.5,テルモ株式会社(日本),REF/コ—ド番号:DC-RH2520EHW,LOT/制造番号:120209,有效期:2015-01];压力泵:规格:20ml 美国麦瑞,PL303 电子d 平,国内dna 扩增仪:1109 型北京新技术所机械臂变温水浴电子调温40 ×0.5ml,国外dna 扩增仪:dna thermal cycler perkin –elmercetus(美)变温铝块压缩机致冷48 × 0. 5mlus $20000.-。试剂储存、标本制备和基因扩增与产物分析一起用品:2-8℃和-15℃冰箱,混匀器,微量加样器(覆盖1-1000μl),移动紫外灯(近工作台面),高速台式冷冻离心机,超声波水浴箱或加热模块,全自动定量核酸扩增仪(含计算机、打印机)。消耗品:一次性手套、一次性吸水纸、耐高压处理的离心管和加样器吸头(带滤心)。TDL-5-A离心机:上海安亭科学仪器制造厂;旋涡振荡器:上海青浦泸西仪器厂XW-80A;手握式电动匀浆机:德国FLUKO(F6-10);低温冷冻离心机:Sigma(3K15);移液器:吉尔森P 型移液器(Pipetman);Real- time 检测仪:ABI (ABI-7300)。酶标仪:芬兰(Labsystems Multiskan MS),仪器型号:352 型;洗板机:芬兰(Thermo Labsystems),仪器型号:AC8;离心机:微量高速离心机(国产),仪器型号:TG16W;培养箱:隔水式恒温培养箱(国产),仪器型号:GNP-9080型。

2 方法

2.1 家兔分组喂养 取90 只家兔,所有均单笼喂养,普通饲料适应性喂养1wk 后,按抽签法随机分为正常对照组(10 只)与造模组(80 只)。正常对照组喂普通饲料,每只予150g·d-1,造模组喂高脂饲料(1.0%胆固醇、5.0%猪油、5.0%蛋黄粉、89%基础饲料),每只予150g(普通饲料50g、高脂饲料100g)·d-1,自由摄食,正常对照组与造模组分别灌胃蒸馏水,饮水不限,取材截止。

2.2 造模分组给药:造模组则采用下述方法建模。病变接近于人体不稳定斑块病变的发生发展过程的相对操作简单、造模成功率高、成本低、重复性好的建模方法[10],将造模组选取采用复合因素(采用高脂饮食加免疫损伤和球囊拉伤方法)建模[11],成功建立符合VP 病理形态学特征的动物模型。从实验第1wk 开始按造模组家兔喂养法给予高脂饲料,取材截止。第2wk 时(高脂饲料1wk 后)予造模组家兔经耳缘静脉一次性注射牛血清白蛋白250 mg/mL/kg。第4wk 行经股动脉球囊拉伤术,术前12 h 禁食不禁水,以3%戊巴比妥钠30 mg/kg 经耳缘静脉麻醉后将动物固定于手术台。左侧腹股沟wk 边区域剪毛常规皮肤消毒,沿股动脉走行切开皮肤,分离皮肤和皮下组织,分离股动脉约2 cm。结扎动脉远端,用手术丝线提起动脉近心端阻断近端血流。在动脉壁上约呈450“v”形剪开一小口,逆行插入肝素生理盐水(1:15 稀释)冲洗过的球囊导管(内置钢丝引导)至胸主动脉处。送入约20cm,抽出导丝,连接于50 mL 注射器,注入约20-30 mL 空气,使球囊内压力达到约2 个大气压。维持此状态缓慢拉出导管至其10cm 刻度处,然后回抽注射器解除球囊内压力,即有较强的阻力感继而突然的落空感即可。重新插入导管,再牵拉1 次,以确保内膜拉伤,反复2 次后撤出导管,结扎近心端。逐层缝合皮下组织和皮肤,青霉素钠注射液冲洗创面。约8wk(确定模型成功后)将造模组随机分为模型组(20 只),额尔敦-乌日勒组(20 只)和额尔敦-乌日勒优化方组(以下称为:优化方组)(13 只),辛伐他汀组(15 只)。分别给予相应药物干预,给予额尔敦-乌日勒及其优化方组家兔各0.4g/kg/d;给予辛伐他汀组家兔各5mg/kg/d。继续予以高脂饮食,24wk 取材截止。

2.3 收集标本:取材前12h 禁食,用3%的戊巴比妥钠30 mg/kg 经兔耳缘静脉麻醉后,固定于手术台上,用50 mL 注射器体外心脏采血,3000 r/min 离心10 min 后提取血清,血清贮存于-80°C 冰箱中备用;备用;经耳缘静脉空气栓塞处死家兔,取其主动脉、心脏、肝脏和肾脏等器官脏器,常规处理,为它项检测备用。

2.4 统计学分析:应用SPSS 13.0 统计软件进行数据统计学处理。采用ANOVA 方差分析并行方差齐性检验,两组均数间比较采用t 检验,结果以均数加减标准差(±s)表示,以P<0.05 为有显著性差异。

3 结 果

3.1 一般状况:每d 喂养、灌药观察当中,家兔除了用于预实验和死亡以外,其余正常对照组家兔:精神状态良好,行为活动、反应灵敏,毛色较白有光泽,目睛光亮有神,饲喂时不断抓挠食盒,摄食、饮水、粪便未见明显异常。模型组家兔:从5wk 左右开始发现精神欠佳,目光呆滞,活动少,饮食可;8wk 左右饲喂时较少有反应,喜卧少动,饮食有所减少,毛色变暗;10wk 左右发现目睛混浊,可见有脂肪沉积,饮食略有增加;至12wk 时精神差,对外界刺激反应迟钝、多寐、饮食尚可、余同前。30d 称体重一次,模型组与正常对照组体重随时间变化呈增长趋势,但同一时间点两组间体重比较差别不大,无统计学意义(P>0.05)。可以证实此造模因素基本未影响模型兔的正常生长,见表1。

表1 正常组与模型组家兔体重比较(±s,㎏)

表1 正常组与模型组家兔体重比较(±s,㎏)

注:模型组与正常对照组比较,P >0.05

组类 样本数 第一个月 第二个月 第三个月 第四个月正常组9 2.5 ±0.20 2.83 ±0.17 3.22 ±0.16 3.61 ±0.31模型组19 2.5 ±0.14 2.91 ±0.18 3.36 ±0.19 3.97 ±0.16

3.2 血清MMPs 活性检测结果 采用酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay 简称ELISA)法检测出各组家兔血清MMP-1、MMP-2、MMP-9 的活性,见表2。

表2 各组家兔基质金属蛋白酶(MMP1、MMP2、MMP9)活性的比较(μg/L,± s)

表2 各组家兔基质金属蛋白酶(MMP1、MMP2、MMP9)活性的比较(μg/L,± s)

注:模型组与正常组比较,* P <0.05;各给药组与模型组比较,△P <0.05;与辛伐他汀组比较﹟P <0.05。

组别MMP1 MMP2 MMP9正常组n 12.320 ±0.1508 21.855 ±2.349 61.900 ±7.673模型组 8 19.291 ±0.2459* 27.505 ±0.438* 65.564 ±0.676*辛伐他汀组 8 13.939 ±0.1961△ 23.488 ±0.435△ 59.485 ±0.930△额尔敦-乌日勒组 10 9.873 ±0.1269△﹟ 20.356 ±0.399△﹟ 54.072 ±0.535△额尔敦-乌日勒优化方组8 17.184 ±0.4459 25.645 ±0.338 63.463 ±1.235 8

图1 各组血清MMP-1 的活性指标比较图

各组家兔血清MMP-1 的活性指标比较:与正常组比较,模型组MMP-1 明显升高(P<0.05);与模型组相比,额尔敦-乌日勒组和辛伐他汀组明显降低(P<0.05),其中额尔敦-乌日勒组与辛伐他汀组间有显著性差异(P<0.05);与模型组相比,额尔敦-乌日勒优化方组无显著性差异。见图(1)和表2。

图2 各组家兔血清MMP-2 的活性指标比较图

各组家兔血清MMP-2 的活性指标比较:与正常组比较,模型组MMP-1 明显升高(P<0.05);与模型组相比,额尔敦-乌日勒组和辛伐他汀组明显降低(P<0.05),其中额尔敦-乌日勒组与辛伐他汀组间有显著性差异(P<0.05);与模型组相比,额尔敦-乌日勒优化方组无显著性差异,见图(2)和表2。

图3 各组家兔血清MMP-9 的活性指标比较图

各组家兔血清MMP-9 的活性指标比较:与正常组比较,模型组MMP-1 明显升高(P<0.05);与模型组相比,额尔敦-乌日勒组和辛伐他汀组明显降低(P<0.05),其中额尔敦-乌日勒组与辛伐他汀组间有显著性差异(P<0.05);与模型组相比,额尔敦-乌日勒优化方组无显著性差异,见图(3)和表2。

3.3 检测主动脉MMPs 基因表达结果:从各组随机取出家兔主动脉组织样本,采用实时定量荧光聚合酶链式反应(real-time quantitative PCR)技术检测出MMP-1、MMP-2、MMP-9 的基因表达水平。各组家兔基质金属蛋白酶(MMP1、MMP2、MMP9)基因表达结果的比较如下:

表3 各组家兔基质金属蛋白酶(MMP1、MMP2、MMP9)基因表达的比较(± s)

表3 各组家兔基质金属蛋白酶(MMP1、MMP2、MMP9)基因表达的比较(± s)

注:模型组与正常组比较,* P <0.05;各给药组与模型组比较,△P <0.05;

分组MMP1 MMP2 MMP9正常组0.0202 ±0.0045 0.0238 ±0.0048 0.0057 ±0.0014模型组 0.0495 ±0.0063* 0.0519 ±0.0018* 0.0117 ±00.0022*辛伐他汀组 0.0290 ±0.0088△0.0243 ±0.0032△0.0073 ±0.0012△额尔敦-乌日勒组0.0285 ±0.0082△0.0232 ±0.0070△0.0069 ±0.0006△

图4 各组家兔主动脉MMP-1 基因表达水平比较图

各组家兔主动脉MMP-1 的基因表达水平比较:与正常组比较,模型组MMP-1 明显升高(P<0.05);与模型组相比,额尔敦-乌日勒组和辛伐他汀组明显降低(P<0.05),额尔敦-乌日勒组与辛伐他汀组间无显著性差异(P>0.05)。见图(4)与表3。

图5 各组家兔主动脉MMP-2 的基因表达水平比较图

各组家兔主动脉MMP-2 的基因表达水平比较:与正常组比较,模型组MMP-2 明显升高P<0.05;与模型组相比,额尔敦-乌日勒组和辛伐他汀组明显降低(P<0.05),其中额尔敦-乌日勒组与辛伐他汀组间无显著性差异(P>0.05)。见图(5)与表3。

图6 各组家兔主动脉MMP-9 的基因表达水平比较图

各组家兔主动脉MMP-9 的基因表达水平比较,与正常组比较,模型组MMP-9 明显升高(P<0.05);与模型组相比,额尔敦- 乌日勒组和辛伐他汀组明显降低(P<0.05),其中额尔敦-乌日勒组与辛伐他汀组间有显著性差异(P>0.05),见图(6)与表3。

4 小结

在成功建立造模基础上,分别给予相应药物干预,以辛伐他汀作对照,观察额尔敦-乌日勒及其优化方对实验性家兔AS-VP 的MMPs 的调节作用。实验结果显示,额尔敦-乌日勒能显著降低血清MMP-1、MMP-2 和MMP-9的活性,减少主动脉MMP-1、MMP-2 和MMP-9 的基因表达,表明额尔敦-乌日勒及其优化方对MMPs(MMP-1、MMP-2 和MMP-9)具有显著的调节作用,从本实验看,额尔敦-乌日勒及其优化方调节MMPs(MMP-1、MMP-2和MMP-9)活性作用可能优于辛伐他汀。因此,通过本实验,我们认为额尔敦- 乌日勒及其优化方可能通过降低MMPs(MMP-1、MMP-2 和MMP-9)活性和基因表达而起到稳定AS-VP 的作用。

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