馮 君 盧豆豆,2 冉俊寧 唐聰聰 劉慧慧 劉建和△
(1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,湖南 長(zhǎng)沙 410007;2.寧夏醫(yī)科大學(xué),寧夏 銀川 750004)
動(dòng)脈粥樣硬化是一組常見且重要的血管疾病,系指因吸煙、高血脂、糖尿病等多種危險(xiǎn)因素作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞后,致使內(nèi)皮功能受損、通透性改變、血脂大量沉積到內(nèi)膜下為主要特征的病理過程,晚期可堵塞管腔,阻滯血流,造成組織器官缺血缺氧,是心肌梗死、腦血管意外等多種危急病癥的重要危險(xiǎn)因素[1]。有研究發(fā)現(xiàn)[2-4],炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡均參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。本文探討中藥對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化小鼠血脂、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)及半胱氨酸蛋白水解酶-8(Caspase-8)蛋白表達(dá)的影響。
SPF級(jí)健康雄性C57BL/6J小鼠20只,體質(zhì)量20~25 g,4周齡,購(gòu)自湖南斯萊克景達(dá)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司,動(dòng)物許可證號(hào)DWDG-202009280002。采用高脂飼料喂養(yǎng)(7%豬油、5%膽固醇、3%白砂糖、0.5%膽酸鈉、84.5%基礎(chǔ)飼料)建立動(dòng)脈粥樣硬化模型。所有小鼠均飼養(yǎng)于湖南中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心動(dòng)物房,隨意飲食飲水,保持飼養(yǎng)室通風(fēng)情況良好,溫度(22±0.5)℃,晝夜交替12 h光照,均受人道對(duì)待。
降脂消斑片(院內(nèi)制劑,湘藥制備字Z20190067000),成分為大黃、虎杖、黃芪、當(dāng)歸,由湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院制劑中心提供,每粒0.4 g,成人用量為每次1.6 g,每日3次。阿托伐他汀鈣(輝瑞公司生產(chǎn),國(guó)藥準(zhǔn)字H20051408)。
蘇木精-伊紅染液(Wellbio);IL-1β ELISA試劑盒(酶聯(lián)生物工程有限公司,01/2021);Caspase-8蛋白抗體(北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司,Proteintech,66093-1-Ig);臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)(湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司,H1650R);全自動(dòng)酶標(biāo)洗板機(jī)(深圳市匯松科技發(fā)展有限公司,PW-812);多功能酶標(biāo)分析儀(深圳市匯松科技發(fā)展有限公司,MB-530);電熱恒溫培養(yǎng)箱(北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司,DHP-500);切片刀(萊卡,M199);切片機(jī)(浙江金華益迪試驗(yàn)器材,YD-315);包埋機(jī)(常州中威電子儀器,BMJA);光學(xué)顯微鏡(Motic,BA410T)等。2.5%羧甲基纖維素鈉(阿拉丁,貨號(hào)C104984)。
小鼠經(jīng)檢疫后適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d,期間給予普通飼料,3 d后隨機(jī)分為正常組、模型組、西藥組、中藥組,每組5只,每鼠籠5只分開飼養(yǎng)。分組完成后,正常組給予普通基礎(chǔ)飼料飲食,其余3組均給予動(dòng)脈粥樣硬化模型飼料(購(gòu)自北京科澳協(xié)力飼料有限公司),喂養(yǎng)12周建立動(dòng)脈粥樣硬化模型。
喂養(yǎng)第6周時(shí)開始藥物干預(yù),預(yù)防性給藥6周。根據(jù)換算公式換算系數(shù)Rab=12.33,模型組給予2.5%羧甲基纖維素鈉水溶液1.5 mL/kg灌胃,西藥組給予阿托伐他汀鈣4.1 mg/kg灌胃,中藥組給予降脂消斑片984 mg/kg灌胃,每日1次。灌胃時(shí)間是每日上午給食前,每隔2~3 d記錄小鼠精神狀況、毛發(fā)光澤度、肢體活動(dòng)及體質(zhì)量。
1.6.1 血脂檢測(cè) 12周后小鼠禁食12 h過夜,眼球取血,樣本在4℃冰箱放置過夜,1 500g離心10 min,吸取上層血清,放入專用試管,使用超微量動(dòng)物專用多功能全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)血清總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)。
1.6.2 ELISA法檢測(cè)IL-1β 處死小鼠取20 mg主動(dòng)脈組織,用PBS洗去血污,剪成小塊放入組織研磨器(勻漿管)中,加入0.2 mL 1×PBS制成勻漿,然后置于-20℃過夜。經(jīng)過反復(fù)凍融2次過夜處理破壞細(xì)胞膜后,將組織勻漿于2~8℃5 000g離心5 min取上清。取適量上清液立即進(jìn)行實(shí)驗(yàn),采用ELISA方法,嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行操作,檢測(cè)IL-1β的表達(dá)。
1.6.3 免疫組化法檢測(cè)Caspase-8蛋白 制作主動(dòng)脈組織切片,0℃烤片、切片脫蠟至水;熱修復(fù)抗原:將切片浸入0.01 mol/L枸櫞酸鹽緩沖液(pH6.0),微波爐加熱至沸騰后斷電,連續(xù)煮20 min后冷卻20 min拿出,冷卻至室溫。用0.01 mol/L PBS(pH7.2~7.6)洗滌3 min,重復(fù)3次;使用1%高碘酸室溫下10 min滅活內(nèi)源性酶;滴加鼠抗Caspase-8抗體(1∶100)孵育過夜,滴加二抗,DAB顯色,鏡下控制反應(yīng)時(shí)間,蒸餾水洗滌終止顯色,脫水封片。應(yīng)用Image j軟件對(duì)每張圖片進(jìn)行分析,得出測(cè)量面積(A)與累積吸光度(IOD),IOD/A作為每一張圖片的平均光密度(AOD),AOD值越大,提示陽(yáng)性表達(dá)越強(qiáng)。
在適應(yīng)性喂養(yǎng)期間,小鼠精神、活動(dòng)及皮毛均正常。造模期間,模型組、西藥組及中藥組小鼠體質(zhì)量增長(zhǎng)較正常組快,毛皮更為光亮。實(shí)驗(yàn)中后期,各組小鼠均生長(zhǎng)良好,模型組動(dòng)物情緒易怒,易被驚嚇,進(jìn)食量少。
見表1。與正常組相比,模型組TC、LDL-C水平均顯著升高,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),表明動(dòng)脈粥樣硬化模型建立成功;模型組、對(duì)照組及中藥組的TC、LDL-C水平較正常組升高,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與模型組相比,各用藥組TC、LDL-C水平降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);西藥組與中藥組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
表1 各組小鼠血清TC和LDL-C水平比較(mmol/L,±s)
表1 各組小鼠血清TC和LDL-C水平比較(mmol/L,±s)
注:與正常組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,△P<0.05,△△P<0.01。下同。
組別正常組模型組西藥組中藥組n 5 5 5 5 TC 2.23±0.16 4.56±1.01**3.67±0.70**△3.65±0.21**△LDL-C 0.47±0.11 1.88±0.68**0.89±0.15△△1.02±0.12*△△
見表2。與正常組相比,模型組血清中的IL-1β含量顯著高于正常組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);與模型組比較,西藥組和中藥組的IL-1β含量顯著降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);西藥組與中藥組無(wú)明顯差異。
表2 各組小鼠血清中IL-1β水平及主動(dòng)脈組織Caspase-8蛋白表達(dá)比較(±s)
注:與西藥組比較,☆P<0.05。
組別正常組模型組西藥組中藥組Caspase-8 0.26±0.01 0.29±0.01**0.27±0.01△0.25±0.02△△☆n 5 5 5 5 IL-1β(ng/L)26.37±3.85 33.10±3.44**25.40±1.57△△26.21±4.45△△
見表2,圖1。Caspase-8陽(yáng)性著色可見細(xì)胞質(zhì)中均勻分布棕黃色顆粒,主要表達(dá)在小鼠的主動(dòng)脈。與正常組比較,模型組Caspase-8的表達(dá)顯著增強(qiáng)(P<0.01)。與模型組相比,西藥組、中藥組Caspase-8表達(dá)均下降,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);與西藥組相比,中藥組Caspase-8表達(dá)下降更明顯,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
目前關(guān)于動(dòng)脈粥樣硬化的形成機(jī)制有很多假說(shuō),研究較多的是脂質(zhì)浸潤(rùn)學(xué)說(shuō)。當(dāng)多種病損原因致使血管內(nèi)皮受損后,低密度脂蛋白逐漸沉積在管壁上,單核細(xì)胞與淋巴細(xì)胞募集到受損部位,并轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞,吞噬氧化后的低密度脂蛋白,完成清理工作的巨噬細(xì)胞變成泡沫細(xì)胞,而活化的巨噬細(xì)胞可釋放炎癥因子IL-1β和脂質(zhì)等物質(zhì),吸引更多的單核細(xì)胞聚集,誘發(fā)細(xì)胞凋亡,加劇動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展。IL-1β屬于炎癥因子的一種,主要參與機(jī)體免疫調(diào)節(jié),可導(dǎo)致炎癥的持續(xù)與放大[5]。臨床研究表明[6],動(dòng)脈粥樣硬化血清中的IL-1β較正常人明顯下降。Caspase是一類同型半胱氨酸家族的蛋白,可在特定的氨基酸序列上切割底物,其中Caspase-8是與細(xì)胞凋亡最為密切的相關(guān)蛋白之一,是細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵調(diào)控蛋白,在細(xì)胞凋亡中占主導(dǎo)作用,廣泛表達(dá)于各種組織中,以血液淋巴細(xì)胞中表達(dá)最為豐富。細(xì)胞受到應(yīng)激原信號(hào)刺激后,可分泌TNF-α,募集多種蛋白包括TNFR1相關(guān)死亡域(TRADD)、受體相互作用蛋白激酶 1(RIPK1)、Caspase-8等組成復(fù)合體,Caspase-8的活化進(jìn)一步觸動(dòng)信號(hào)通路下游的其他Caspase因子,最終發(fā)動(dòng)級(jí)聯(lián)反應(yīng),通過這一過程啟動(dòng)細(xì)胞凋亡的開始。故我們推測(cè)炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡均與動(dòng)脈粥樣硬化的形成、發(fā)展相關(guān)。
動(dòng)脈粥樣硬化在中醫(yī)古籍文獻(xiàn)中并無(wú)相對(duì)應(yīng)的名稱,根據(jù)其發(fā)病特點(diǎn)及臨床表現(xiàn),可歸屬于中醫(yī)學(xué)的“痰飲”“瘀血”“脈痹”“血濁”等范疇。恣食肥甘膏粱厚味之品,加重脾司運(yùn)化、胃主腐熟的負(fù)擔(dān),運(yùn)化失司,代謝紊亂,水飲停聚,生成痰濕、脂濁,滯留血中;而濕又最易困脾,阻礙氣機(jī),加重脾之虛弱?!督饏T要略》記載“血不利則為水”,痰液阻道,氣機(jī)不利,可致血行不暢,變生瘀血,最終形成痰瘀膠結(jié),滲透血脈。故選用高脂飼料誘導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化小鼠模型。
降脂消斑片是本院程丑夫教授根據(jù)多年臨床經(jīng)驗(yàn),結(jié)合理論指導(dǎo)研制而成,主要由大黃、虎杖、黃芪、當(dāng)歸組成,應(yīng)用于臨床多年,療效確切。前期通過臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[7-8],降脂消斑片可減輕臨床癥狀,穩(wěn)定斑塊,還可降低患者血清中CRP、IL-1β等炎性指標(biāo)水平。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)亦表明[9-11],該藥可降低血管內(nèi)皮脂質(zhì)浸潤(rùn)程度,下調(diào)TNF-α、PI3K等蛋白的表達(dá),減輕粥樣斑塊的形成與進(jìn)展。方中虎杖具有“壓一切熱毒”之功,為君藥;大黃降氣通腑泄?jié)幔瑸槌妓?;?dāng)歸補(bǔ)血活血,謂血中之氣藥,血中之圣藥,黃芪健脾益氣,升舉陽(yáng)氣,益氣行血,氣行則血行,二者配伍,共奏行氣活血之功,共為佐使藥。全方共奏升清降濁,化痰活血之功效。虎杖苷、白藜蘆醇、大黃素、當(dāng)歸揮發(fā)油等是方中的主要化學(xué)成分,實(shí)驗(yàn)表明可調(diào)節(jié)血脂紊亂、抗脂質(zhì)過氧化、改善血管內(nèi)皮損傷而發(fā)揮抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用[12-15]。
本研究發(fā)現(xiàn),與正常組相比,模型組小鼠血清中TC、LDL-C含量顯著增加,說(shuō)明經(jīng)高脂飲食干預(yù)后,出現(xiàn)了明顯的血脂異常。與模型組相比,西藥組與中藥組的TC、LDL-C水平下降,表明阿托伐他汀鈣與降脂消斑片能糾正小鼠動(dòng)脈粥樣硬化病理過程中異常的血脂代謝。與正常組相比,模型組血清中的IL-1β表達(dá)含量顯著升高,提示炎癥反應(yīng)參與動(dòng)脈粥樣硬化的形成過程;免疫組化顯示模型組Caspase-8蛋白表達(dá)含量顯著高于正常組,提示細(xì)胞凋亡反應(yīng)參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生;西藥組和中藥組Caspase-8表達(dá)顯著降低,表明阿托伐他汀鈣片與降脂消斑片可抑制動(dòng)脈粥樣硬化炎癥的發(fā)生。
綜上所述,降脂消斑片通過參與調(diào)節(jié)動(dòng)脈粥樣硬化小鼠的血脂水平、炎癥及凋亡反應(yīng),實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)脈組織的保護(hù)作用。本研究闡明了降脂消斑片抗動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展的物質(zhì)基礎(chǔ),其具體通路機(jī)制可在今后的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步探討研究。