超细颗粒物对大鼠离体灌注心脏功能的影响
2021-04-22何倚帆牛亚楠杨若娟
白 枫,何倚帆,牛亚楠,杨若娟,曹 静
(山西医科大学附属第一医院心内科,山西医科大学基础医学院药理教研室,太原 030001)
超细颗粒物(ultrafine particulates,UFPs)是指空气动力学直径<0.1μm的微粒,占所有颗粒物的84%[1]。UFPs体积小且表面积大,在空气中停留时间长,携带更多有毒物质,对健康危害更大。近年来,超细颗粒物对心血管疾病的危害受到广泛关注。研究表明,超细颗粒物短期暴露可引起心率变异性降低[2-3],ST段压低,缺血负担显著增加[4],动脉顺应性和内皮依赖性血管舒张功能降低等血管舒缩性变化[5-6],同时机体氧化应激标志物增加[6],凝血风险增高和血小板活化增强[7],血浆纤维蛋白原和调节性淋巴细胞升高[8],增加冠心病患者的发病率和病死率[9]。然而,UFPs对心脏毒性的作用及其机制尚不明确。本研究采用Langendorff离体心脏灌流技术,在离体心脏水平研究UFPs短期暴露对心功能的影响,并探讨其产生机制。
1 材料与方法
1.1 实验动物及材料
1.1.1实验动物 成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠(3~4月龄,体质量200~220 g),由山西医科大学实验动物中心提供(许可证号SCXK晋2009-0001)。所有用于研究的动物遵照《国家实验室动物健康管理与使用指南》,所有施与动物的操作都经过山西医科大学生物医学伦理委员会审批批准。将20只大鼠随机分为2组,分别用含或不含UFPs成分的台式液灌注离体心脏。
1.1.2主要材料与仪器 颗粒物标准品SRM 2975购自美国国家标准技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST),4 ℃保存;GL-2 Langendorff 离体心脏灌流装置、PT-100 生物压力传感器、BL-420E 生物信号采集分析系统购自成都泰盟科技有限公司;微量丙二醛、超氧化物歧化酶、总抗氧化物能力试剂盒购自南京建成生物工程有限公司;一抗p38 MAPK(D13E1)XP® Rabbit mAb #8690、一抗Phospho-p38 MAPK(Thr180/Tyr182)(D3F9)XP® Rabbit mAb #4511、一抗p44/42 MAPK(ERKs)、一抗Phospho-p44/42 MAPK(ERKs)(Thr202/Tyr204)(D13.14.4E)XP® Rabbit mAb #4370均购自美国cellsignal公司;一抗JNKs sc-572和一抗p-JNKs sc-135642均购自美国Santa Cruz公司;二抗HRP标记的anti-Rabbit IgG购自北京中杉金桥有限公司。
1.2 方法
1.2.1超细颗粒物的准备 研究方案参照Sun等[10]的实验过程,并在其基础上加以改进,购买的SRM 2975 12.5 mg溶于100 mL台式液,室温搅拌60 min,充分超声震荡,先后用1 μm孔径的玻璃纤维过滤器和0.1 μm圆柱形孔隙聚碳酸酯膜过滤,所得滤液稀释至1 L台式液即终(质量)浓度为12.5 mg/L,用于灌注大鼠离体心脏。
1.2.2离体心脏灌流模型的制备 经腹腔注射戊巴比妥钠40 mg/kg麻醉SD大鼠,打开胸腔,沿脊柱胸主动脉分离心脏,取出心脏后立即置于预冷的台式液,轻轻挤压心脏和动脉内残留的血液,迅速在Langendorff装置上经过主动脉根部插管[10],逆行灌注预先加温且充氧气的台式液。……