劉宏,生書晶,蘇薇薇
(中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院∥廣東省中藥上市后質(zhì)量與藥效再評價工程技術(shù)研究中心,廣東 廣州 510275)
脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)所誘導(dǎo)的彌散性血管內(nèi)凝血(Disseminated intravascular coagulation,DIC)大鼠模型,其主要病理生理表現(xiàn)為血管內(nèi)廣泛微血栓形成、凝血功能障礙、微循環(huán)衰竭、微血管病性溶血等[1]。DIC早期主要是血小板活化、聚集而形成血小板血栓,繼而大量纖維蛋白沉積形成纖維蛋白血栓[2]。DIC后期由于廣泛微血栓的形成,造成腎、肺、心、肝、腦等全身重要臟器的嚴(yán)重功能發(fā)生障礙,甚至出現(xiàn)多臟器功能衰竭,危及生命。
前期工作中,我們已經(jīng)明確了復(fù)方血栓通膠囊在活血化瘀、氧化應(yīng)激、能量代謝等方面的作用[3-4],預(yù)測并驗證了其抗血栓作用相關(guān)靶點及潛在通路[5],弄清了其發(fā)揮作用的核心有效成分群[6]。由于復(fù)方血栓通膠囊成分復(fù)雜,其對機體肝腎組織是否會造成不良影響?這一問題很有研究的必要。本研究基于LPS誘導(dǎo)的DIC大鼠模型,重點探討復(fù)方血栓通膠囊對肝腎功能紊亂以及血栓沉積的影響,為其臨床合理用藥提供依據(jù)。
健康成年SD大鼠72只,SPF級,雄性,體質(zhì)量150~200 g,由廣東省醫(yī)學(xué)實驗動物中心提供,設(shè)施許可證號:SCXK(粵)2013-0002,實驗動物質(zhì)量合格證號:No.44007200001486。
復(fù)方血栓通膠囊(Compound Xueshuantong Capsule,CXC),批號:141205,由廣東眾生藥業(yè)股份有限公司提供,實驗前取膠囊內(nèi)容物,用生理鹽水分別配制成38、76、152 mg/mL的低、中、高劑量藥液。低相對分子質(zhì)量肝素鈣注射液,批號:5157A,購于葛蘭素史克有限公司,實驗前量取0.1 mL,溶于2 mL生理鹽水中,配成500 IU/mL的溶液。復(fù)方丹參滴丸,批號:121207,購于天士力制藥集團(tuán)有限公司,實驗前稱取12 g,溶于150 mL生理鹽水中,配成80 mg/mL的溶液。LPS:Echerichiacoli055:B5,購于Sigma公司,實驗前稱取LPS 60 mg,溶于30 mL生理鹽水中,配成2 mg/mL的溶液。水合氯醛,批號:20141210,購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;實驗前稱取0.3 g水合氯醛,用30 mL生理鹽水配成w=10%水合氯醛溶液。
羅氏P800全自動生化檢測儀,冷凍離心機(Eppendof,5430R),輪轉(zhuǎn)式切片機(Leica,RMZ135),光學(xué)顯微鏡(Olympus,DSX110)。
分組及給藥:72只大鼠在適應(yīng)環(huán)境一周后,隨機分為 9 組,每組 8 只:空白對照組、LPS造模組、LPS+復(fù)方血栓通膠囊 380 mg/kg組(復(fù)方血栓通膠囊低劑量組)、LPS+復(fù)方血栓通膠囊 760 mg/kg組(復(fù)方血栓通膠囊中劑量組)、LPS+復(fù)方血栓通膠囊 1 520 mg/kg組(復(fù)方血栓通膠囊高劑量組)、LPS+肝素500 IU/kg 組、LPS+復(fù)方丹參滴丸800 mg/kg 組。各組大鼠每天給藥一次,LPS+肝素組大鼠尾靜脈注射給藥,其他各組大鼠灌胃給藥,連續(xù)給藥7 d,給藥量為10 mL/kg??瞻讓φ战M、LPS模型組給予同體積生理鹽水。
DIC模型的建立:大鼠實驗前禁食過夜,自由攝水。實驗當(dāng)天清晨,各組大鼠(除空白組外)給藥1 h后,尾靜脈注射4 mg/kg的LPS建立大鼠DIC模型,空白組大鼠尾靜脈注射同體積的生理鹽水。各組大鼠在LPS注射4 h后每100 g體質(zhì)量腹腔注射w=10%水合氯醛0.35 mL麻醉,下腔靜脈采血并分離血清。
大鼠麻醉后,下腔靜脈取血并分離血清(3 500 r/min,10 min,4 ℃),取1 000 μL采用羅氏P800全自動生化儀檢測天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(Aspartic transaminase,AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(Alanine aminotransferase,ALT)、尿素氮(Urea nitrogen,UN)、肌酐(Creatinine,CR)。
大鼠采血后立即取腎、肝、腸系膜組織并用φ=10%甲醛固定,24 h后經(jīng)流水洗滌、梯度φ為70%、80%、90%、95%和無水酒精脫水、二甲苯透明、石蠟包埋,輪轉(zhuǎn)式切片機制備4 μm切片,進(jìn)行蘇木精伊紅(Hematoxylin-Eosin,HE)染色,在光學(xué)顯微鏡下觀察肝腎組織的微血管中纖維蛋白微血栓形成狀況。
ALT、AST主要分布在肝細(xì)胞內(nèi),其異常升高與肝細(xì)胞受損相關(guān)。由表1及圖1可知,模型組ALT和AST顯著升高,說明LPS導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷。各給藥組都能夠顯著抑制ALT和AST的升高,說明其可以抑制LPS引起的肝損傷。其中,復(fù)方血栓通膠囊呈現(xiàn)出劑量依賴效應(yīng),其高劑量效果優(yōu)于復(fù)方丹參滴丸。肝臟是機體合成多種凝血因子的重要場所,其功能的紊亂會直接影響凝血纖溶系統(tǒng)的平衡。復(fù)方血栓通膠囊能夠顯著改善肝臟損傷,其對肝臟的保護(hù)作用,可間接解釋其抗血栓作用。
表1 大鼠血漿中ALT、AST的水平1)Table 1 ALT、AST levels in rat plasma
1)與空白組相比:#P<0.05及##P<0.01;與模型組相比:*P<0.05及**P<0.01。
1)Compared with control group:#P<0.05 and##P<0.01; Compared with model group:*P<0.05 and**P<0.01。
圖1 復(fù)方血栓通膠囊對DIC大鼠血漿中ALT、AST的影響Fig.1 The effects of CXC on plasma ALT and AST levels in DIC rats1:空白組;2:模型組;3:LPS+CXC (380 mg/kg);4:LPS+CXC (760 mg/kg);5:LPS+CXC (1 520 mg/kg);6:LPS+肝素(500 IU /kg);7:LPS+復(fù)方丹參滴丸 (800 mg/kg);與空白組相比:#P<0.05及##P<0.01;與模型組相比:*P<0.05及**P<0.011:Control group; 2: Model group; 3: LPS+CXC (380 mg/kg); 4: LPS+CXC (760 mg/kg); 5: LPS+CXC (1 520 mg/kg); 6: LPS+Heparin (500 IU/kg); 7: LPS+Compound Danshen Dripping Pills (800 mg/kg); Compared with control group: #P<0.05 and ##P<0.01; Compared with model group: *P<0.05 and **P<0.01
血清中CR、UN含量可反映腎臟功能,其異常升高表征著腎臟清除廢物能力的紊亂。由表2及圖2可知,模型組CR、UN含量都顯著提高,說明LPS導(dǎo)致腎臟功能損傷。各給藥組都能夠顯著抑制CR、UN升高,表明其對腎臟損傷均具有改善作用。其中,復(fù)方血栓通膠囊的高劑量組效果最好,
優(yōu)于陽性藥肝素和復(fù)方丹參滴丸。DIC模型微血栓形成后,纖維蛋白降解產(chǎn)物增多,腎臟工作負(fù)荷加重,極易形成大量的微血栓沉積。復(fù)方血栓通膠囊能夠有效改善腎臟功能紊亂,從而高效排出體內(nèi)過量的代謝產(chǎn)物。
圖2 復(fù)方血栓通膠囊對DIC大鼠血漿中UN、CR的影響Fig.2 The effects of CXC on plasma UN and CR levels in DIC rats1:空白組;2:模型組;3:LPS+CXC (380 mg/kg);4:LPS+CXC (760 mg/kg);5:LPS+CXC (1 520 mg/kg);6:LPS+肝素(500 IU /kg);7:LPS+復(fù)方丹參滴丸 (800 mg/kg);與空白組相比:#P<0.05及##P<0.01;與模型組相比:*P<0.05及**P<0.011:Control group; 2: Model group; 3: LPS+CXC (380 mg/kg); 4: LPS+CXC (760 mg/kg); 5: LPS+CXC (1 520 mg/kg); 6: LPS+Heparin (500 IU /kg); 7: LPS+Compound Danshen Dripping Pills (800 mg/kg); Compared with control group: #P<0.05 and ##P<0.01; Compared with model group: *P<0.05 and **P<0.01
由圖3所示,空白組大鼠肝細(xì)胞以中央靜脈為中心,向四周呈放射狀排列,形成規(guī)則的肝細(xì)胞索狀結(jié)構(gòu)。模型組大鼠經(jīng)尾靜脈注射LPS 4 h后,中央靜脈有明顯的淤血;肝細(xì)胞索間空隙有明顯的擴張充血,伴隨炎性細(xì)胞浸潤;肝細(xì)胞出現(xiàn)水腫,并有部分壞死現(xiàn)象。陽性藥肝素能夠顯著改善DIC大鼠的肝臟病理,肝細(xì)胞索排列規(guī)則,雖有少量炎性細(xì)胞浸潤,但無明顯的淤血和出血現(xiàn)象。復(fù)方丹參滴丸組大鼠血管內(nèi)無明顯淤血,但有明顯的出血和炎性細(xì)胞浸潤。復(fù)方血栓通膠囊低、中、高劑量組大鼠血管內(nèi)都無明顯的淤血,且高劑量下效果最佳。復(fù)方血栓通膠囊低劑量組大鼠有明顯的出血和炎性細(xì)胞浸潤,中劑量組大鼠癥狀減輕,而高劑量組大鼠無明顯的出血,且肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)排列整齊,其效果優(yōu)于復(fù)方丹參滴丸,與肝素相當(dāng)。上述結(jié)果表明復(fù)方血栓通膠囊對DIC大鼠的肝臟病理具有顯著的改善作用。
表2 大鼠血漿中UN、CR的水平1)Table 2 UN and CR levels in rat plasma
1)與空白組相比:#P<0.05及##P<0.01;與模型組相比:*P<0.05及**P<0.01。
1)Compared with control group:#P<0.05 and##P<0.01; Compared with model group:*P<0.05 and**P<0.01。
圖3 大鼠肝臟組織病理HE染色分析Fig.3 HE staining results of rats liver sectionsa:空白組;b:模型組;c:LPS+肝素(500 IU /kg);d:LPS+CXC (380 mg/kg);e:LPS+CXC (760 mg/kg);f:LPS+CXC (1 520 mg/kg);g:LPS+復(fù)方丹參滴丸 (800 mg/kg)a: Control group; b: Model group; c: LPS+Heparin (500 IU /kg); d: LPS+CXC (380 mg/kg); e: LPS+CXC (760 mg/kg); f: LPS+CXC (1 520 mg/kg); g: LPS+Compound Danshen Dripping Pills (800 mg/kg)
由圖4可以看出,空白組大鼠腎小球結(jié)構(gòu)清晰,腎小管結(jié)構(gòu)正常、排列整齊,未見擴張及萎縮。模型組大鼠經(jīng)尾靜脈注射LPS 4 h后,腎小球可見明顯的血栓形成,部分腎小管擴張,且有明顯的出血現(xiàn)象。陽性藥肝素組大鼠雖有部分腎小管擴張,但腎小球內(nèi)未見明顯的淤血和出血。復(fù)方丹參滴丸對血栓形成有抑制作用,腎小球內(nèi)未見血栓,但存在明顯的出血現(xiàn)象。復(fù)方血栓通膠囊低劑量組大鼠有少量血栓存在,且有明顯出血;中劑量組大鼠雖有少量出血,但無明顯的血栓形成;高劑量組大鼠未見明顯的血栓和出血現(xiàn)象。復(fù)方血栓通膠囊中劑量整體效果與復(fù)方丹參滴丸相當(dāng)。上述結(jié)果表明,復(fù)方血栓通膠囊對于腎臟的血栓形成具有抑制作用,從而改善腎臟功能。
圖4 大鼠腎臟組織病理HE染色分析Fig.4 HE staining results of rats kidney sectionsa:空白組;b:模型組;c:LPS+肝素(500 IU /kg);d:LPS+CXC (380 mg/kg);e:LPS+CXC (760 mg/kg);f:LPS+CXC (1520 mg/kg);g:LPS+復(fù)方丹參滴丸 (800 mg/kg)a: Control group; b: Model group; c: LPS+Heparin (500 IU /kg); d: LPS+CXC (380 mg/kg); e: LPS+CXC (760 mg/kg); f: LPS+CXC (1 520 mg/kg); g: LPS+Compound Danshen Dripping Pills (800 mg/kg)
肝臟是人體內(nèi)多種凝血因子生成的主要場所,在13種凝血因子中,纖維蛋白原、凝血酶原、凝血因子Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ均在在肝臟內(nèi)合成[7]。正常的肝細(xì)胞還能夠合成抗凝物質(zhì),并清除激活的凝血因子和纖溶物質(zhì)。因此,肝臟在凝血和抗凝血的平衡中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。LPS誘導(dǎo)的DIC模型中,肝臟的清除功能發(fā)生障礙,導(dǎo)致活化的凝血因子上升、部分促凝物質(zhì)上升、血清纖維蛋白降解產(chǎn)物濃度上升,從而形成了廣泛的微血栓。在DIC模型后期,肝臟功能嚴(yán)重受損,凝血因子合成減少或合成的凝血因子異常,纖溶酶原與纖溶酶原激活物的抑制物合成減少,再加之機體凝血因子的大量消耗,極易導(dǎo)致出血的發(fā)生。本研究中,復(fù)方血栓通膠囊給藥后,血清轉(zhuǎn)氨酶ALT 、AST顯著降低,肝細(xì)胞損傷得到抑制,同時可觀察到肝臟組織中血栓的形成、出血以及炎性細(xì)胞的浸潤明顯減少,明確了其對DIC模型大鼠的肝臟保護(hù)作用。
腎臟是人體的重要器官,其主要功能是排出體內(nèi)多余的水分和廢物。DIC模型后期,機體會出現(xiàn)多臟器功能受損,其中腎臟最易受累[8],這是由于廣泛微血栓形成后,纖溶系統(tǒng)異常激活,纖維蛋白降解產(chǎn)物等增多,而這些代謝產(chǎn)物絕大部分通過腎小球濾過、腎小管分泌排出體外,因此造成了腎小球部位大量微血栓的沉積,最終導(dǎo)致腎臟功能嚴(yán)重受損。本研究中,復(fù)方血栓通膠囊給藥后,血清CR、UN顯著下降,腎臟的排泄功能得到改善,同時可觀察到腎臟組織中未出現(xiàn)明顯的瘀血現(xiàn)象,明確了其對DIC模型大鼠的腎臟保護(hù)作用。
中藥的有效性、安全性是開展上市后質(zhì)量與藥效再評價工作的關(guān)鍵,二者同等重要、缺一不可。前期工作中,我們明確了復(fù)方血栓通膠囊的作用特點、靶點及潛在通路,找出了與其關(guān)聯(lián)的核心活性成分群,驗證了其有效性。本研究在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步考察復(fù)方血栓通膠囊對肝腎等器官的損傷以及血栓沉積的影響,明確了其對肝腎功能具有保護(hù)作用,為其臨床用藥的安全性提供了依據(jù)。
中山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)(中英文)2018年6期