李 鵬,程 誠(chéng),畢明輝,王月剛△,吳平生
(1.南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院心內(nèi)科,廣州510515;2.中山大學(xué)附屬第五醫(yī)院內(nèi)科,廣東珠海519000)
冠心病嚴(yán)重危害人類健康,動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是其主要病理基礎(chǔ)。在AS 發(fā)生發(fā)展過程中氧化應(yīng)激、炎性反應(yīng)及血脂異常具有重要作用[1-2],氧化應(yīng)激可促進(jìn)低密度脂蛋白(LDL)氧化修飾,導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷,進(jìn)而激活炎性因子,進(jìn)一步增加炎性反應(yīng),促進(jìn)斑塊形成。所以,抗氧化、抗炎對(duì)于抗AS具有積極意義[3]。氧磷酸酶(PON1)是重要抗氧化酶,通過抑制低密度脂蛋白膽固醇(LDL-L)氧化修飾等途徑達(dá)到抗AS作用;髓過氧化物酶(MPO)是強(qiáng)致氧化物酶,通過破壞高密度脂蛋白膽固醇(HDL-L)逆轉(zhuǎn)運(yùn)途徑,導(dǎo)致炎性反應(yīng)。本研究通過采用高脂飲食喂養(yǎng)appE缺失(apoE-/-)小鼠建立AS模型,比較阿托伐他汀聯(lián)合載脂蛋白A-I(apoA-I)模擬肽(L-4F)對(duì)AS小鼠血清PON1、MPO活性及LDL-C、HDL-C水平的影響,探討阿托伐他汀聯(lián)合L-4F抗AS機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物SPF級(jí)8周齡apoE-/-小鼠,雄性,體質(zhì)量18.5~21.5g,適齡、健康,共50只,SPF 級(jí)8 周齡C57BL/6J小鼠,體質(zhì)量18.5~21.5g,適齡、健康,共20只,均購(gòu)自北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)部。兩種小鼠均飼養(yǎng)在南方醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,飼養(yǎng)溫度控制在25 ℃,濕度7%,自動(dòng)通風(fēng)器保持室內(nèi)通風(fēng)。普通飼料及高脂飼料均購(gòu)自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。
1.2 實(shí)驗(yàn)材料 阿托伐他汀購(gòu)自輝瑞制藥有限公司,L-4F購(gòu)自深圳瀚宇藥業(yè)有限公司,L-氨基酸序列如下:ACDWFKAKYDAKVAEKFKEAF-NH2由深圳翰宇藥業(yè)股份有限公司提供。乙酸苯酯購(gòu)自美國(guó)Sigma公司;血清MPO 活性測(cè)定試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所。AU-5421型生化自動(dòng)分析儀為日本Olympus公司生產(chǎn);Universal 16R 型低溫冷凍高速離心機(jī)為美國(guó)Thermo公司生產(chǎn);ND-1000Spectrophotometer型分光光度儀為美國(guó)生產(chǎn)。
1.3 方法
1.3.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組及給藥 C57BL/6J小鼠20只給予常規(guī)飲食,作為正常對(duì)照組;apoE-/-小鼠給予高脂飲食[4]作為模型組(50只)。分別給予4周飲食后,選擇兩種小鼠各10只,檢測(cè)相應(yīng)的血清指標(biāo),作為基線值。其余apoE-/-小鼠分為4組,模型對(duì)照組、阿托伐他汀組、L-4F 組、阿托伐他汀聯(lián)合L-4F組,每組10 只。正常對(duì)照組:普通飼料喂養(yǎng),并給予灌服和(或)腹腔注射等體積生理鹽水。模型對(duì)照組:高脂飼料喂養(yǎng),同時(shí)給予灌服和(或)腹腔注射等體積生理鹽水。阿托伐他汀組:在高脂飼料喂養(yǎng)基礎(chǔ)上,經(jīng)灌胃給藥阿托伐他汀1.3mg·kg-1·d-1。L-4F組:在高脂飼料喂養(yǎng)基礎(chǔ)上,腹腔注射給藥L-4Fmg·kg-1·d-1。阿托伐他汀聯(lián)合L-4F組:在高脂飼料喂養(yǎng)基礎(chǔ)上,經(jīng)灌胃給藥阿托伐他汀1.3 mg/kg和腹腔注射L-4Fmg·kg-1·d-1。實(shí)驗(yàn)第4 周,取正常對(duì)照組及模型組小鼠各10只在空腹12h狀態(tài)下采用乙醚吸入麻醉后死后,實(shí)驗(yàn)第8周同樣方法處死剩余小鼠,心臟采血,3 000r/min離心15min,取上清,置于-80 ℃冰箱保存,統(tǒng)一檢測(cè)血清各指標(biāo)。
1.3.2 血清中PON1、MPO 活性及LDL-L、HDL-L水平的測(cè)定 血清PON1活性測(cè)定參考Tang等[5]的檢測(cè)方法,以乙酸苯酯為底物,采用分光光度計(jì)法測(cè)定血清PON1 活性。血清MPO 活性根據(jù)南京建成生物工程研究所提供的試劑盒說明書進(jìn)行測(cè)定。血脂測(cè)定采用酶法用日本Au-5421型全自動(dòng)生化儀上測(cè)定血清LDL-C、HDL-C水平。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS13.0軟件進(jìn)行分析,所有計(jì)量資料以±s表示,兩樣本均數(shù)比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析,多組間總體均數(shù)比較,在方差齊時(shí)采用單向方差分析,方差不齊時(shí)采用Welch校正檢驗(yàn)。多個(gè)樣本均數(shù)間的多重比較方差齊時(shí)采用LSD 法檢驗(yàn),方差不齊時(shí)采用Dunnett′sT檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組小鼠血清PON1、MPO 活性的比較
2.1.1 不同時(shí)間點(diǎn)組內(nèi)比較 正常對(duì)照組小鼠血清PON1、MPO 活性第8 周末與第4 周末相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。模型對(duì)照組小鼠血清PON1活性第8周末較第4周末明顯降低,而小鼠血清MPO 活性第8周末較第4周末明顯升高(均P<0.01)。見表1。
2.1.2 同時(shí)間點(diǎn)組間比較 模型對(duì)照組與正常對(duì)照組同期相比,小鼠血清PON1、MPO 活性在第4周末時(shí)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05),第8周末時(shí)模型對(duì)照組小鼠血清PON1活性明顯低于正常對(duì)照組(P<0.01),而小鼠血清MPO 活性則明顯高于正常對(duì)照組(P<0.01)。阿托伐他汀組、IL-4組小鼠第8周末血清PON1 活性顯著高于同期模型對(duì)照組(均P<0.01),MPO 活性顯著低于模型對(duì)照組,但血清PON1活性顯著低于同期正常對(duì)照組(P<0.01),而血清MPO 活性顯著高于同期對(duì)照組(P<0.01)。而L-4F組與同期阿托伐他汀組比較二者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。阿托伐他汀聯(lián)合L-4F組小鼠第8周末血清PON1活性較同期模型對(duì)照組、阿托伐他汀組及L-4F 組均顯著增加(P<0.01,P<0.05,P<0.05),而血清MPO 活性較同期模型對(duì)照組、阿托伐他汀組和L-4F組顯著降低(P<0.01,P<0.01,P<0.01),與同期對(duì)照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。
2.2 各組小鼠血清LDL-C、HDL-C水平
2.2.1 不同時(shí)間點(diǎn)組內(nèi)比較 正常對(duì)照組小鼠第8周末血清LDL-C、HDL-C水平與第4周末均無明顯差異(均P>0.05)。模型對(duì)照組小鼠血清LDL-C水平第8周末顯著高于第4周末(P<0.05)。而血清HDL-C 水平小鼠第8周末顯著低于第4周末(P<0.05)。見表2。
表1 對(duì)apoE-/-小鼠血清PON1、MPO 活性的影響(±s)
表1 對(duì)apoE-/-小鼠血清PON1、MPO 活性的影響(±s)
a:P<0.01,與同組第4周末比較;b:P<0.05,c:P<0.01,與同期正常對(duì)照組同期比較;d:P<0.05,e:P<0.01,與同期AS模型組比較;f:P<0.05,g:P<0.01,與同期阿托伐他汀比較;h:P<0.05,i:P<0.01,與L-4F組比較;-:此項(xiàng)無數(shù)據(jù)。
組別 n PON1活性第4周末(U/mL) 第8周末(U/mL)MPO 活性第4周末(U/L) 第8周末(U/L)正常對(duì)照組 10 120.51±7.46 117.34±8.32 26.54±2.46 29.34±2.32模型對(duì)照組 10 116.75±9.21 96.69±6.26ac 32.75±2.21 48.69±3.26ac阿托伐他汀組 10 - 107.12±7.53ce - 39.02±2.53ce L-4F組 10 - 104.75±6.14ab - 41.75±5.23ce阿托伐他汀聯(lián)合L-4F組 10 - 115.68±8.48efh - 32.68±3.28eg i
表2 對(duì)apoE-/-小鼠血清LDL-C、HDL-C水平的影響(±s)
表2 對(duì)apoE-/-小鼠血清LDL-C、HDL-C水平的影響(±s)
a:P<0.05,與同組第4周末比較;b:P<0.05,c:P<0.01,與同期正常對(duì)照組同期比較;d:P<0.05,e:P<0.01,與同期模型對(duì)照組比較;f:P<0.01,與同期L-4F組比較。-:此項(xiàng)無數(shù)據(jù)。
組別 n LDL-C第4周末(mmol/L) 第8周末(mmol/L)HDL-C第4周末(mmol/L) 第8周末(mmol/L)正常對(duì)照組10 0.47±0.11 0.54±0.12 2.44±0.46 2.54±0.21模型對(duì)照組 10 8.42±1.01 9.78±1.13a 2.85±1.21 2.48±0.32a阿托伐他汀組 10 - 8.21±1.08ce - 2.84±0.37d L-4F組 10 - 9.54±1.05c - 2.58±0.45阿托伐他汀聯(lián)合L-4F組 10 - 7.76±1.02cef - 3.08±0.48 cef
2.2.2 同時(shí)間點(diǎn)組間比較 阿托伐他汀組第8周末小鼠血清LDL-C水平顯著高于同期正常對(duì)照組(P<0.01),較同期模型對(duì)照組顯著降低(P<0.05)。而小鼠血清HDL-C 水平較同期模型對(duì)照組顯著升高(P<0.05)。L-4F組第8周末小鼠血清LDL-C、HDL-C水平與同期模型對(duì)照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。阿托伐他汀聯(lián)合L-4F組小鼠第8周末血清LDL-C水平較模型對(duì)照組、L-4F組顯著降低(均P<0.01),而血清HDL-C水平顯著升高(P<0.01)。見表2。
目前關(guān)于AS發(fā)病機(jī)制研究較多,但尚未有一致結(jié)論[6-7]。在AS發(fā)生發(fā)展過程中氧化應(yīng)激、炎性反應(yīng)及血脂異常具有重要作用,HDL的抗AS作用主要表現(xiàn)在其促進(jìn)膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn),但其抗氧化抗炎功能也發(fā)揮重要作用[8-9]。阿托伐他汀為HMG-CoA 還原酶選擇性抑制劑,通過抑制HMG-CoA 還原酶和膽固醇在肝臟的合成,降低血漿膽固醇和脂蛋白水平,并能不同程度地提高血漿HDL-C和載脂蛋白A1的水平。L-4F具有促膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)作用以及改善血管舒張功能、減輕AS程度、抑制炎癥因子分泌以及內(nèi)皮保護(hù)等作用[10-11]。PON1活性及MPO 活性可反映HDL的抗氧化抗炎功能。
PON1是HDL重要的抗氧化酶之一,可抑制LDL 被氧化修飾及脂質(zhì)過氧化物堆積,從而發(fā)揮抗AS 的作用。動(dòng)物研究[12]發(fā)現(xiàn),PON1 敲除鼠易發(fā)生AS,而且與正常鼠相比,其HDL和LDL 更容易被氧化。本研究也發(fā)現(xiàn)AS模型組血清PON1活性較正常對(duì)照組明顯下降,與以上結(jié)論一致。MPO是一種強(qiáng)氧化酶,以H2O2作為底物,可產(chǎn)生硝基化等中間產(chǎn)物,中間產(chǎn)物以apoA-I為靶點(diǎn),使得結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,促進(jìn)氧化。與AS模型對(duì)照組比較,各藥物組血清PON1活性顯著升高,而MPO 活性顯著降低,兩藥聯(lián)用比單藥應(yīng)用有顯著差異,提示阿托伐他汀和L-4F均有助于升高血清PON1活性、降低血清MPO 活性,從而改善HDL的抗氧化功能,兩藥聯(lián)用可以更進(jìn)一步改善HDL抗氧化功能,優(yōu)于單藥使用。這為臨床應(yīng)用提供了新的思路和方向。
[1] Calabresi L,Gomaraschi M,F(xiàn)ranceschini G.High-density lipoprotein quantity or quality for cardiovascular prevention?[J].Curr Pharm Des,2010,16(13):1494-1503.
[2] 譚迎,田迪,劉挺榕,等.高密度脂蛋白亞組分促膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)及抗氧化功能研究[J].中國(guó)循環(huán)雜志,2013,28(1):25-28.
[3] Filip M,Maciag J,Nosalski R,et al.Endothelial dysfunc-tion related to oxidative stress and inflammation in perivascular adipose tissue[J].Postepy Biochem,2012,58(2):186-194.
[4] Beattie JH,Gordon MJ,Duthie SJ,et al.Suboptimal dietary Zinc intake promotes vascular inflammation and atherogenesis in a mouse model of atherosclerosis[J].Mol Nutr Food Res,2012,56(7):1097-1105.
[5] Tang W,Hartiala J,F(xiàn)an YY,et al.Clinical and genetic association of serum paraoxonase and arylesterase activities with cardiovascular risk[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2012,32(11):2803-2812.
[6] Movva R,Rader DJ.Laboratory assessment of HDL heterogeneity and function[J].Clin Chem,2008,54(5):788-800.
[7] Emerging Risk Factors Collaboration,Sarwar N,Perry P,et al.Major lipids,apolipoproteins,and risk of vascular disease[J].JAMA,2009,302(18):1993-2000.
[8] Ford MA,Mcconnell JP,Lavi S,et al.Coronary artery endothelial dysfunction is positively correlated with low density lipoprotein and inversely correlated with high density lipoprotein subclass particles measured by nuclear magnetic resonance spectroscopy[J].Atherosclerosis,2009,207(1):111-115.
[9] Fisher EA,F(xiàn)eig JE,Hewing B,et al.High-Density lipoprotein function,dysfunction,and reverse cholesterol transport[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2012,32(12):2813-2820.
[10] Sattler K,Levkau B.Sphingosine1-phosphate as a mediator of high-density lipoprotein effects in cardiovascular protection[J].Cardiovasc Res,2009,82(2):201-211.
[11] Tashiro J,Miyazaki O,Nakamura Y,et al.Plasma prebetal-HDL level is elevated in unstable angina pectoris[J].Atherosclerosis,2009,204(2):595-600.
[12] Ng DS,Chu T,Esposito B,et al.Paraoxonase-1deficiency in mice predisposes to vascular inflammation,oxidative stress,and thrombogenicity in the absence of hyperlipidemia[J].Cardiovascular Pathology,2008,17(4):226-232.