黃 茜 胡 園 張成桂 趙海榮 程 濤 巫秀美 李云飛
1.大理大學(xué)云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點實驗室,云南 大理 671000;2.上海華匯拓醫(yī)藥科技有限公司,上海 浦東 201203;3.大理大學(xué)藥用特種昆蟲開發(fā)國家地方聯(lián)合工程研究中心,云南 大理 671000
蜜蜂蜂毒涂膜劑對SD大鼠動靜脈旁路血栓形成的影響
黃 茜1,3胡 園1,3張成桂1,3趙海榮1,2,3程 濤2巫秀美1,3*李云飛2*
1.大理大學(xué)云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點實驗室,云南 大理 671000;2.上海華匯拓醫(yī)藥科技有限公司,上海 浦東 201203;3.大理大學(xué)藥用特種昆蟲開發(fā)國家地方聯(lián)合工程研究中心,云南 大理 671000
目的:初步評價蜜蜂蜂毒涂膜劑對SD大鼠動靜脈旁路血栓模型的有效性。方法:雄性SD大鼠,隨機分為空白涂膜劑組、氯吡格雷組(8.0mg/kg)、蜜蜂蜂毒涂膜劑組(2.0、4.0、8.0mg/kg),通過大鼠動靜脈旁路血栓形成模型,測定血栓干濕重量、血漿凝血四項和凝血因子II、V、X活性、血小板聚集性等指標(biāo)來評價蜜蜂蜂毒涂膜劑的抗血栓作用。結(jié)果:與空白涂膜劑組比較,蜜蜂蜂毒涂膜劑各組均能減輕大鼠動靜脈旁路血栓形成后血栓的干、濕重,中劑量組較好,抑制率分別為21.15%(濕重)和20.49%(干重)。蜜蜂蜂毒涂膜劑各劑量組凝血酶原時間和凝血酶時間未見明顯變化,活化部分凝血活酶時間有延長的趨勢;纖維蛋白原含量呈升高的趨勢,均無統(tǒng)計學(xué)差異。蜜蜂蜂毒涂膜劑高劑量組有降低凝血因子II和X活性的趨勢;各組凝血因子V活性呈現(xiàn)升高的趨勢。結(jié)論:蜜蜂蜂毒涂膜劑具有一定抑制SD大鼠動靜脈旁路血栓形成的傾向,且呈一定的劑量依賴性。其對于凝血系統(tǒng)和血小板聚集的影響不明顯,其抑制血栓形成的作用機制仍待進(jìn)一步的研究。
蜜蜂蜂毒;涂膜劑;血栓;SD大鼠
血栓形成是指在一定條件下,血液有形成分在血管內(nèi)形成栓子,造成血管部分或全部堵塞、相應(yīng)部位血液供應(yīng)障礙而形成的一系列綜合病征,是多種心腦血管疾病共同的病理過程[1]。目前,防治血栓性疾病的方法主要是降低血液粘度,然而使用此類藥物會導(dǎo)致消化系統(tǒng)潰瘍,造成諸如消化道出血、無癥狀性潰瘍病等疾病的發(fā)生[2]。相對西藥來說,中藥尤其是中藥復(fù)方具有多靶點作用和整體調(diào)節(jié)的特點[3],因此運用中藥來治療血栓性疾病相對具有一定的優(yōu)勢。蜜蜂蜂毒為蜜蜂科動物中華蜜蜂Apis cerana Fabricius.等的工蜂尾部螫刺腺體中排出的毒液[4],具有祛風(fēng)除濕,止痛的功效[5]。文獻(xiàn)報道,其在較大劑量時,在體內(nèi)外都能使血液凝固時間明顯延長[3],具有改善微循環(huán)和溶栓的作用。但對其是否有抗血栓形成作用尚未深入探索。研究通過復(fù)制大鼠動靜脈旁路血栓形成模型,探討蜜蜂蜂毒涂膜劑的抗血栓作用,及其對血小板聚集和凝血系統(tǒng)的影響。
1.1 動物 SPF級成年健康雄性SD大鼠,體重260~300 g,購于湖南萊斯克景達(dá)實驗動物有限公司,動物合格證號:SCXK(湘)K2013-0004。實驗動物購置后在大理大學(xué)實驗動物中心實驗室適應(yīng)性飼養(yǎng)1~2周后用于正式實驗。實驗條件:清潔級,動物房室溫18~25℃,濕度40%~70%,光照12h明暗交替,自由進(jìn)食、飲水。所有實驗研究符合中國倫理委員會有關(guān)動物研究指導(dǎo)原則。
1.2 藥物與試劑 硫酸氫氯吡格雷(批號:2A62,賽諾菲(杭州)制藥有限公司);二磷酸腺苷(Adenosine diphospate,ADP,批號:7-16-5366,Helena Laboratories);蜜蜂蜂毒涂膜劑(批號:20160628,國家地方聯(lián)合工程研究中心);水合氯醛(批號:20120827,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所);硫酸阿托品注射液(批號:03141205,上海禾豐制藥有限公司);枸櫞酸鈉(批號:20080828,天津市大茂化學(xué)試劑廠);氨芐西林(批號:104D036,Solarbio);氯化鈉(批號:C150120L,昆明南疆制藥有限公司);肝素鈉(批號:425C023,Solarbio)。
1.3 儀器 METTLERAE240型精密電子分析天平(梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司);TC-30K型電子天平(江蘇常熟儀器廠);ES-1450型高壓滅菌鍋(日本TOMY KOGYO公司);TL-16R型臺式高速冷凍離心機(上海市離心機械所);VOR72-X-5型渦旋器(海門市其林貝爾);CA-620型凝血分析儀(希森美康醫(yī)用電子(上海)有限公司);AggRAM型血小板聚集儀( Helena Laboratories);肝素鈉采血管(山東省成武縣華博醫(yī)療器械有限公司);聚乙烯軟管(內(nèi)徑0.7 mm,外徑1.2 mm以及內(nèi)徑1.1 mm,外徑2.0 mm)。
2.1 實驗分組及給藥 檢疫合格的SD大鼠,取血測定凝血4項,剔除異常者,剩余大鼠按體重篩選50只隨機分為5組,每組10只:空白涂膜劑組、陽性藥氯吡格雷組8 mg/kg、蜜蜂蜂毒涂膜劑2.0、4.0和8.0 mg/kg組。動物給藥前1天局部(眶靜脈上方至頂骨)脫毛,給藥時將蜜蜂蜂毒涂膜劑渦旋后均勻涂敷于該區(qū)域,待水分揮發(fā)后形成薄膜,保持10 min左右后放回籠盒。重復(fù)給藥前應(yīng)用蘸生理鹽水的棉簽輕輕擦去殘留的薄膜。
給藥頻率:基質(zhì)模型組涂抹空白基質(zhì)60 μL,蜜蜂蜂毒涂膜劑組按相應(yīng)給藥劑量每只大鼠涂抹藥物60 μL,氯吡格雷組(8.0mg/kg)灌胃給藥。連續(xù)預(yù)防給藥5d,末次給藥后2 h,復(fù)制大鼠動靜脈旁路血栓模型,進(jìn)行各項指標(biāo)的檢測。
2.2 造模方法 參考文獻(xiàn)[6-9],大鼠以10%水合氯醛溶液腹腔麻醉,肌肉注射阿托品1 mL/kg.BW用于抑制呼吸道分泌物。完全麻醉后頸部剃毛,并用75%酒精消毒,分離右頸總動脈和左頸外靜脈并分別用微動脈夾夾閉。用三段聚乙烯管組成套管,兩端聚乙烯管(內(nèi)徑:1 mm)均長10 cm,中間一段(內(nèi)徑:2 mm)長8 cm,中間聚乙烯管中提前放入5 cm長的4號手術(shù)線(已稱重)。將套管一端插入左頸外靜脈并固定,另一端插入右頸總動脈并固定,打開動脈夾,開放血流15 min后中斷。
2.3 指標(biāo)檢測
2.3.1 血栓干濕重及抑制率 血流開放15 min后中斷,取出絲線,迅速用濾紙吸濾稱重,總重量減去絲線干重即為血栓濕重;血栓置于60℃烘箱中24 h,烘干稱重,總重量減去絲線干重即為血栓干重。計算出血栓抑制率。
血栓抑制率=[(對照組平均血栓濕重-給藥組平均血栓濕重)/對照組平均血栓濕重]×100%
2.3.2 凝血功能檢測 各組大鼠取完血栓后,腹主動脈取血2 mL,用3.2%枸櫞酸鈉溶液1∶9抗凝后,3000 rpm離心10 min分離血漿,用自動凝血儀檢測活化部分凝血活酶時間(Activated partial thromboplastin time,APTT),凝血酶原時間(Prothrombin time,PT)、凝血酶時間(Thrombin time,TT)和纖維蛋白原(Fibrinogen,F(xiàn)IB)。
2.3.3 凝血因子II、V、X活性 各組大鼠取完血栓后,腹主動脈取血1 mL,用3.2%枸櫞酸鈉溶液1∶9抗凝后,3000 rpm離心10 min分離血漿,用自動凝血儀檢測凝血因子II(Prothrombin,凝血酶原),V(labile/proaccelerin,易變因子),X (stuart power 因子)。
2.3.4 血小板聚集率的測定 采用比濁法,腹主動脈快速采血3 mL,參考實驗方法[7]將血液加入含有3.2%枸櫞酸鈉的離心管中,使3.2%枸櫞酸鈉和血液的容積之比為1∶9,混勻后25℃下以1000 rpm離心10 min,取上層血漿即為富血小板血漿(Platelet rich plasma,PRP)。剩余的血漿,25℃下以4500 rpm離心15 min,取上層血漿即為貧血小板血漿(Platelet poor plasma,PPP)。取PPP 250μL和PRP 225μL于比濁杯中,37℃預(yù)熱孔中溫育5 min,測定時先將PPP杯插到測試孔中調(diào)零,取出PPP杯后插入PRP杯,加入磁力攪拌子后,以600 rpm的速度進(jìn)行攪拌,加入25μL的誘導(dǎo)劑ADP(終濃度0.02 mol/L),測定5 min內(nèi)的血小板最大聚集率。
2.4 統(tǒng)計分析 數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,以均數(shù)加減標(biāo)準(zhǔn)差表示,數(shù)據(jù)符合正態(tài)性且方差齊的,采用參數(shù)檢驗中的單因素方差分析(one-way ANOVA)比較,組間兩兩比較采用LSD(最小顯著差檢驗),數(shù)據(jù)不符合正態(tài)性或方差不齊的采用非參數(shù)檢驗中的Mann-Whitney檢驗分析比較,以Plt;0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
3.1 對大鼠動靜脈旁路血栓形成后血栓干濕重的影響 空白涂膜劑組的血栓濕重為(15.1±5.2)mg,與空白涂膜劑組比較,氯吡格雷組血栓濕重明顯降低,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(Plt;0.05),血栓形成抑制率為57.92%。蜜蜂蜂毒涂膜劑2.0、4.0、8.0 mg/kg劑量組均具有降低的趨勢,抑制率分別為3.50%、21.15%、14.98%。
空白涂膜劑組的血栓干重為(3.14±1.22)mg,與其比較,氯吡格雷組血栓干重明顯降低(Plt;0.05),血栓形成抑制率為57.39%。蜜蜂蜂毒涂膜劑2.0、4.0、8.0 mg/kg劑量組均具有降低的趨勢,抑制率分別為1.73%、20.49%、11.27%,4 mg/kg劑量組的效果比較明顯。見表1。
3.2 對大鼠動靜脈旁路血栓形成后血漿凝血四項的影響 與空白涂膜劑組比較,蜜蜂蜂毒涂膜劑各劑量組(2.0、4.0、8.0 mg/kg)PT和TT未見明顯變化;APTT有延長的趨勢;FIB含量呈升高的趨勢,均無統(tǒng)計學(xué)差異(Pgt;0.05)。見表2。
組別劑量/mg/kg血栓濕重/mg抑制率/濕重/%血栓干重/mg抑制率/干重/%空白涂膜劑組-15.1±5.2-3.14±1.22-氯吡格雷組8.06.3±2.2*57.921.34±0.55*57.39蜜蜂蜂毒涂膜劑組2.014.5±4.23.503.09±0.991.734.011.9±4.921.152.50±1.0120.498.012.8±3.614.982.79±0.9011.27
注:與空白涂膜劑組比較,*Plt;0.05。
組別劑量/mg/kgPT/sAPTT/sTT/sFIB/g/L空白涂膜劑組-13.71±0.5819.98±4.2847.26±11.331.99±0.11氯吡格雷組8.013.28±0.3919.34±0.8745.77±5.16 2.02±0.14蜜蜂蜂毒涂膜劑組2.013.19±0.3423.25±5.4044.37±10.422.03±0.224.013.42±0.5620.45±1.7341.80±12.032.15±0.188.013.34±0.4720.42±2.0047.16±6.551.91±0.17
3.3 對大鼠動靜脈旁路血栓形成后血漿凝血因子II、V和X活性的影響 蜜蜂蜂毒涂膜劑各劑量組中凝血因子II、V、X活性與空白涂膜劑組比較,差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(Pgt;0.05)。與空白基質(zhì)組比較,氯吡格雷組和蜜蜂蜂毒涂膜劑(8.0 mg/kg)組有降低凝血因子II活性的趨勢;蜜蜂蜂毒涂膜劑各組凝血因子V活性呈現(xiàn)升高的趨勢;氯吡格雷組和蜜蜂蜂毒涂膜劑(2.0和4.0 mg/kg)組凝血因子X均呈現(xiàn)升高趨勢。見表3。
組別劑量/mg/kgII/%V/%X/%空白涂膜劑組-46.00±10.10257.54±68.2922.43±3.26氯吡格雷組8.042.64±3.78 223.55±80.2623.41±2.03蜜蜂蜂毒涂膜劑組2.055.65±26.06 298.97±154.0026.31±4.094.049.83±4.69 265.74±107.5824.80±2.978.042.42±5.42 263.06±58.9121.77±2.85
3.4 對動靜脈旁路血栓形成后ADP誘導(dǎo)血小板聚集的影響 與空白涂膜劑組比較,氯吡格雷組血小板聚集率明顯降低(Plt;0.05);蜜蜂蜂毒涂膜劑2.0、4.0、8.0 mg/kg劑量組均有降低血小板聚集率的趨勢,但無統(tǒng)計學(xué)差異(Pgt;0.05)。見表4。
組別劑量/mg/kg血小板聚集率/%空白涂膜劑組-76.12±7.78氯吡格雷組8.0 34.07±15.46*蜜蜂蜂毒涂膜劑組2.0 75.32±11.654.074.18±8.728.074.66±7.21
注:與空白涂膜劑組比較,*Plt;0.05。
4.1 選擇蜜蜂蜂毒經(jīng)皮給藥的原因 實驗采用經(jīng)皮給藥的依據(jù)來自于蜜蜂蜂毒藥物口服生物利用度低,靜脈注射容易產(chǎn)生溶血反應(yīng)和過敏性休克[10],而經(jīng)皮給藥能有效避免這些缺點,避免口服給藥可能有毒副反應(yīng)、不容易產(chǎn)生耐藥性、使用便利等優(yōu)點。近年來,蟲藥治療血栓性疾病的報道越來越多,其成為攻克疑難雜癥的新靶點[11]。蜜蜂蜂毒民間用于治療中風(fēng)偏癱患者[12],大量文獻(xiàn)表明其有抗凝作用[13-16],其機制可能與蜜蜂蜂毒成分的抗凝及其蜂毒明肽透過血腦屏障有關(guān),但還未證實。
4.2 對動靜脈旁路絲線上血栓形成的抑制作用 血栓形成有3個因素[17]:a血管內(nèi)皮損傷;b血小板粘附,聚集和釋放反應(yīng);c凝血活性增高。而血小板聚集是血栓形成過程中至關(guān)重要的一步,抑制劑可以通過阻斷血小板活化或抑制與其它配體結(jié)合而影響血小板聚集。在大鼠動靜脈旁路血栓模型中,血栓主要是由于血小板粘附到絲線上,產(chǎn)生聚集,形成的是血小板血栓,主要用于驗證氯吡格雷的藥效。血栓形成抑制率=(對照組血栓濕重-給藥組血栓濕重)/對照組血栓濕重×100%,其中對照組為實驗中的空白基質(zhì)模型組。實驗大鼠的血栓濕重越大,對應(yīng)的血栓形成抑制率就越低,即表明相應(yīng)組別的藥物對動靜脈旁路血栓形成的抑制作用越小。相反,血栓濕重越小,對應(yīng)的血栓形成抑制率就越高,即表明相應(yīng)組別的藥物對動靜脈旁路血栓形成的抑制作用越大。實驗結(jié)果表明,Ento-Ⅰ涂膜劑各組均有減輕大鼠動靜脈旁路血栓形成后血栓的干濕重,且中劑量組抑制效果較好。從實驗結(jié)果可以看出,陽性藥及蜜蜂蜂毒涂膜劑各組均能減輕大鼠動靜脈旁路血栓形成后血栓的干、濕重,且中劑量組抑制效果較好。
4.3 蜜蜂蜂毒的抗栓機制探索 實驗選用APTT、TT、PT、FIB這4個綜合反應(yīng)凝血功能的指標(biāo)[18]及凝血因子II、V、X考察蜜蜂蜂毒對大鼠動靜脈旁路血栓形成后凝血功能影響。實驗結(jié)果表明,陽性藥及蜜蜂蜂毒涂膜劑對模型大鼠APTT、TT、PT、FIB及凝血因子II、V、X等均無顯著影響。原因是目前發(fā)現(xiàn)的血小板激活途徑有二磷酸腺苷(Adenosine Diphosphate,ADP)、花生四烯酸(Arachidonic Acid,AA)及血小板活化因子(Platelet Activating Factor,PAF)[19]。而氯吡格雷預(yù)防血栓形成的機制為ADP途徑,實驗結(jié)果顯示其有顯著的抗血栓形成作用,但蜜蜂蜂毒涂膜劑對ADP誘導(dǎo)的血小板聚集不明顯,可能蜜蜂蜂毒不能抑制ADP誘導(dǎo)的血栓形成,與傳統(tǒng)中藥的抗血栓形成機制不一樣,動物藥物主要針對的靶點是增強纖溶活性和抗凝血,故其可APTT,升高FIB含量,并對凝血因子II、V、X活性有一定的影響。凝血因子II、V、X
在本實驗條件下,陽性藥硫酸氯吡格雷在8 mg/kg的劑量下,能明顯地抑制SD大鼠動靜脈旁路血栓的形成以及ADP誘導(dǎo)的血小板聚集。蜜蜂蜂毒涂膜劑在2~8 mg/kg的劑量范圍內(nèi),具有一定抑制SD大鼠動靜脈旁路血栓形成的傾向,并呈一定劑量依賴性,但對凝血系統(tǒng)、凝血因子活性、血小板聚集等的影響不明顯,其抑制血栓形成的作用機制仍待進(jìn)一步的研究。
綜上,研究表明蜜蜂蜂有一定的抗血栓形成作用,但作用機理可能主要是針對凝血因子,還需要根據(jù)凝血瀑布進(jìn)一步研究其究竟參與抗凝血系統(tǒng)的哪一個環(huán)節(jié),故接下來的工作是選取其他抗栓模型進(jìn)一步研究蜜蜂蜂毒的抗血栓形成作用及機理,同時展開對其他毒素治療血栓性疾病的研究,以期發(fā)掘昆蟲的藥用潛能和價值[20]。
致謝 感謝藥用昆蟲及蛛形類資源開發(fā)利用工程實驗室藥理藥效學(xué)研究平臺提供條件完成此實驗。
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Effect of Bee Venom Plastic on The thrombosis of Arteriovenous Bypass in SD Rats
HUANG Xi1,3HU Yuan1,3ZHANG Chenggui1,3ZHAO Hairong1,3CHENG Tao2WU Xiumei1,3*LI Yunfei2*
1.Yunnan Provincial Key Laborator of Entomological Biopharmaceutical Ramp;D,Dali University,Dali 671000,China;2. Shanghai Synergy Pharmaceutical Sciences Co.,LTD, Shanghai 201203,China;3.National-Local Joint Engineering Research Center for Entomoceutics,Dali 671000,China
Objective To evaluate the effectiveness of bee venom plastic on arteriovenous shunt thrombosis model in SD rats. Methods SD rats were randomly divided into matrix model group, clopidogrel group (8.0mg/kg), bee venom plastic groups (2.0, 4.0, 8.0mg/kg). To evaluate the antithrombotic effect of Bee venom plastic by measurement of the thrombus wet weight, the activity of four indexes of blood coagulation and blood coagulation factor II, V, X through the establishment of arteriovenous shunt thrombosis model in rat. Results compared with matrix model group, Bee venom plastic groups reduced the dry and wet weight of thrombus after vein bypass thrombus, and the middle dose group was better, the inhibition rates were 21.15% (wet weight) and 20.49% (dry weight). There were no obvious changes in prothrombin time(PT)and Thrombin time(TT) in each dose group of Bee venom plastic, and activated partial thromboplastin time (APTT) had an extended trend, the content of fibrinogen (FIB)showed an upward trend, and there was no statistical difference between them.The high dose group of Bee venom plastic had the trend of decreasing the activity of coagulation factors II and X, and the activity of coagulation factor V showed an upward trend in each group. Conclusion the Bee venom plastic has the tendency of inhibiting the thrombosis of arteriovenous shunt in SD rat with the dose range of 2~8mg/kg, and it has a dose-dependent manner. The influence on blood coagulation and platelet aggregation are not obvious, further study on the antithrombotic mechanism need to be conducted.
Bee Yenom;Plastic;Thrombosis;SD Rats
R285.5
A
1007-8517(2017)20-0045-05
國家自然科學(xué)基金(81360679);云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究重點項目(P0120160023)。
黃茜(1993-),女,漢族,碩士研究生在讀,研究方向為藥劑學(xué)。E-mail:18760951099@163.com
巫秀美(1968-),女,漢族,博士研究生,講師,研究方面為流行病學(xué)與統(tǒng)計分析。E-mail:wxm6865@163.com;李云飛(1977-),男,漢族,博士研究生,副研究員,研究方向為天然藥物開發(fā)與研究。E-mail:liyunfei@huahaipharm.com
2017-09-06 編輯:梁志慶)