劉驊增 謝蓮娜
冠脈痙攣可引起變異型心絞痛、不穩(wěn)定型心絞痛、急性心肌梗死等缺血性心臟病,其中,血管內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙及血管平滑肌細(xì)胞收縮反應(yīng)增強(qiáng)被認(rèn)為是冠脈痙攣的主要機(jī)制。RhoA/Rho激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是血管平滑肌細(xì)胞鈣離子敏感性的主要調(diào)節(jié)機(jī)制,其參與血管痙攣、動脈硬化及缺血再灌注損傷的病理生理過程,具有緩解血管平滑肌痙攣及改善內(nèi)皮功能的作用,已經(jīng)成為心血管病治療的新靶點。他汀類藥物是一種Rho激酶抑制劑,除降膽固醇作用外,還具有抑制炎性反應(yīng)、改善內(nèi)皮功能、抗氧化等作用[1,2]。本研究探討辛伐他汀改善大鼠冠脈痙攣的作用機(jī)制,為拓展冠脈痙攣治療提供新思路。
1.1 實驗動物及分組 40只12周齡Wistar大鼠(體重250~300 g)隨機(jī)分為4組(n=10):對照組、辛伐他汀組、Rho激酶抑制劑(法舒地爾)組和聯(lián)合用藥組(辛伐他汀+法舒地爾組)。所有大鼠實驗前置于室溫18~22℃、濕度60% ~70%、通風(fēng)良好的清潔飼養(yǎng)室內(nèi)飼養(yǎng)1周。
1.2 動物給藥及冠脈痙攣模型構(gòu)建 所有動物在冠脈痙攣模型構(gòu)建前分為以下4組進(jìn)行給藥處理:空白對照組:不用藥;他汀組:5 mg·kg-1·d-1辛伐他汀灌胃;Rho激酶抑制劑組:15 mg·kg-1·d-1法舒地爾腹腔注射;聯(lián)合用藥組:5 mg·kg-1·d-1辛伐他汀灌胃+15 mg·kg-1·d-1法舒地爾腹腔注射,所有用藥連續(xù)7 d。第8天,將大鼠仰臥固定在鼠板上,麻醉采用腹腔注射麻醉,按照40 mg/kg給予1%戊巴比妥鈉進(jìn)行腹腔注射。動物麻醉后,連接體表心電圖,然后分別從大鼠尾動脈注射0.1 U/kg精氨酸加壓素(AVP),用以制備冠脈痙攣模型。之后持續(xù)監(jiān)測心電圖變化,觀察心電圖S-T段變化;如果空白對照組S-T段持續(xù)偏移,則提示冠脈痙攣模型制作成功,如果藥物處理組S-T段不出現(xiàn)明顯偏移,則提示藥物發(fā)揮預(yù)防作用。
1.3 RhoA/Rho激酶活性的測定 所有大鼠采用大劑量苯巴比妥鈉處死,放血開胸暴露心包,迅速取出心臟,將標(biāo)本制成勻漿,冰浴、離心,取上清液在液氮中速凍后置于-80℃冰箱中保存?zhèn)溆谩H缓蟛捎脤崟r熒光定量PCR分析Rho激酶基因在冠脈痙攣大鼠用辛伐他汀和法舒地爾處理后的相對表達(dá)量。采用Western blot檢測 RhoA、GTP-RhoA、肌球蛋白磷酸酶靶亞基(MYPT1)和磷酸化MYPT1(p-MYPT1)蛋白的表達(dá),并計算RhoA蛋白的相對活性和Rho激酶的相對活性。計算公式:RhoA蛋白的相對活性=GTP-RhoA蛋白表達(dá)量/總RhoA蛋白表達(dá)量;Rho激酶的相對活性=p-MYPT1蛋白表達(dá)量/MYPT1蛋白表達(dá)量。Realtime PCR試劑盒購自美國QIAGEN公司;RhoA活性檢測應(yīng)用RhoA活性分析試劑盒(NewEast Biosciences,美國)進(jìn)行,試劑盒內(nèi)含anti-GTP-RhoA和anti-RhoA抗體;anti-MYPT1和anti-p-MYPT1抗體購自美國Sigma公司。引物序列見表1。
表1 PCR引物序列表
1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件,計量資料以±s表示,兩樣本均數(shù)的比較采用t檢驗,多組間均數(shù)比較用單因素方差分析檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 辛伐他汀保護(hù)大鼠心臟功能 在誘導(dǎo)大鼠冠脈痙攣后,心電圖監(jiān)測結(jié)果在空白對照組,S-T壓低,上下均偏移超過0.9 mV;在他汀組,大鼠心肌功能所受影響不大,S-T壓有輕微的偏移,結(jié)果與Rho激酶抑制劑組相似;聯(lián)合用藥組,S-T段接近于等電位線,無明顯偏移,提示聯(lián)合辛伐他汀和法舒地爾可有效預(yù)防大鼠心臟功能。見圖1。
圖1 大鼠冠脈痙攣模型誘導(dǎo)后心電圖改變情況
2.2 Rho激酶mRNA相對表達(dá)量 大鼠心臟組織用于提總RNA,real-time PCR檢測Rho激酶mRNA相對表達(dá)量。他汀組中Rho激酶基因表達(dá)有一定程度下降,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);Rho激酶抑制劑組中Rho激酶基因表達(dá)顯著下降,與空白對照組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),但與他汀組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);聯(lián)合用藥組Rho激酶基因表達(dá)顯著減少(P<0.05)。提示聯(lián)合辛伐他汀和法舒地爾可有效降低Rho激酶基因的表達(dá),可能與辛伐他汀能預(yù)防大鼠冠脈痙攣相關(guān)。見表2。
表2 大鼠用藥后Rho激酶mRNA相對表達(dá)量 ±s
表2 大鼠用藥后Rho激酶mRNA相對表達(dá)量 ±s
注:與空白對照組比較,*P <0.05
組別 Rho激酶mRNA 相對表達(dá)量空白對照組1.00 ±0.00他汀組 0.81 ±0.04 Rho激酶抑制劑組 0.43 ±0.03*聯(lián)合用藥組 0.37 ±0.03*
2.3 RhoA蛋白活性和Rho激酶活性 大鼠心臟組織用于提總蛋白,RhoA活性分析試劑盒檢測RhoA蛋白的相對活性,Western blot檢測Rho激酶的相對活性。他汀組和Rho激酶抑制劑組中RhoA蛋白的相對活性和Rho激酶的相對活性均有一定程度下降,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);但在聯(lián)合用藥組,RhoA蛋白的相對活性和Rho激酶的相對活性均顯著下降(P<0.05),提示兩種藥物可協(xié)同作用抑制RhoA/Rho激酶活性,來治療冠脈痙攣大鼠模型。由于Rho激酶的活性是通過其特異性下游底物MYPT1的磷酸化程度來檢測的,Western blot結(jié)果也可見p-MYPT1表達(dá)在聯(lián)合用藥組顯著下降。見表3、圖2。
表3 RhoA蛋白和Rho激酶的相對活性n=10,±s
表3 RhoA蛋白和Rho激酶的相對活性n=10,±s
注:與聯(lián)合用藥組比較,*P <0.05
組別 RhoA蛋白相對活性 Rho 激酶相對活性他汀組 0.75 ±0.19* 0.68 ±0.16*Rho激酶抑制劑組 0.71 ±0.11* 0.50 ±0.13*聯(lián)合用藥組0.52 ±0.13 0.40 ±0.17
圖2 Western blot檢測p-MYPT1和MYPT1蛋白的表達(dá)
研究表明,他汀類藥物具有降脂、抑制炎性反應(yīng)、改善內(nèi)皮功能、抗氧化等多種生理作用,其多效性與RhoA/Rho激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路關(guān)系密切[3]。RhoA是類異戊二烯介質(zhì)的主要靶點,他汀類藥物通過抑制類異戊二烯的生成而影響Rho的膜定位功能及其對下游效應(yīng)分子Rho激酶的激活作用[3,4]。已知Rho蛋白是小GTP結(jié)合蛋白,控制多重生物信號途徑,在血管平滑肌細(xì)胞的增殖、細(xì)胞形態(tài)的維持、平滑肌的細(xì)胞收縮、細(xì)胞的黏附以及血小板集聚方面發(fā)揮著重要作用。Rho激酶是一種分子量約為160 kD的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。Rho激酶有ROCK1和ROCK2兩種異構(gòu)體;Rho激酶主要存在于細(xì)胞漿及細(xì)胞核,是調(diào)節(jié)細(xì)胞運動的重要激酶之一,Rho激酶的過度激活或高表達(dá)均可引起疾病的產(chǎn)生[5,6]。在本研究中,我們發(fā)現(xiàn)在大鼠冠脈痙攣模型中Rho激酶活性會增高,表明模型構(gòu)建成功。
已知Rho激酶抑制劑鹽酸法舒地爾是一種新型異喹啉磺胺衍生物,可以有效緩解腦血管痙攣,最初主要應(yīng)用于腦血管疾病。近年來,其相關(guān)研究不斷深入,其臨床應(yīng)用不斷拓展,也被認(rèn)為是一種新型高效的心血管保護(hù)藥物[7]。本研究在建立大鼠冠狀動脈痙攣動物模型前采用辛伐他汀、法舒地爾以及聯(lián)合辛伐他汀和法舒地爾處理大鼠,以期通過藥物預(yù)防大鼠冠脈痙攣,結(jié)果發(fā)現(xiàn)辛伐他汀在改變RhoA蛋白的相對活性、Rho激酶的相對活性等方面,其作用效果與法舒地爾組相當(dāng),進(jìn)一步研究顯示,二者聯(lián)合用藥加強(qiáng)了對Rho激酶的抑制作用,提示他汀類藥物能夠有效預(yù)防冠脈的痙攣,可明顯改善缺血心肌的血供,并提高運動耐力,從而有效降低心臟事件的發(fā)生率,與相關(guān)研究結(jié)果[8-10]一致。
綜上所述,辛伐他汀具有預(yù)防冠脈痙攣的作用,并且通過抑制RhoA/Rho激酶活性而作用的,其可能在防治冠脈痙攣方面具有重要的作用。但目前在臨床實踐中他汀類藥物具有預(yù)防冠脈痙攣的作用尚沒有得到廣泛的認(rèn)可,相關(guān)的作用機(jī)制還有待進(jìn)一步做深入的研究,相信隨著對其研究的不斷深入,為拓展冠脈痙攣的治療提供新的思路。
1 Silveira AA,Dominical VM,Lazarini M,et al.Simvastatin abrogates inflamed neutrophil adhesive properties,in association with the inhibition of mac-1 integrin expression and modulation of rho kinase activity.Inflamm Res,2013,62:127-132.
2 Zhang Z,Wang M,Xue SJ,et al.Simvastatin ameliorates angiotensin iiinduced endothelial dysfunction through restoration of rho-bh4-enos-no pathway.Cardiovasc Drugs Ther,2012,26:31-40.
3 王高頻,楊雪佳,史曉靜,等.阿托伐他汀抑制內(nèi)皮細(xì)胞Rho/Rho激酶信號通路改善細(xì)胞骨架.中華老年心腦血管病雜志,2012,14:752-755.
4 武星,李虹偉,李衛(wèi)萍,等.Rho激酶與心血管疾病.中國心血管雜志,2011,16:393-395.
5 Ma MM,Li SY,Wang M,et al.Simvastatin attenuated cerebrovascular cell proliferation in the development of hypertension through rho/rho-kinase pathway.J Cardiovasc Pharmacol,2012,59:576-582.
6 Li CB,Li XX,Chen YG,et al.Simvastatin exerts cardioprotective effects and inhibits the activity of rho-associated protein kinase in rats with metabolic syndrome.Clin Exp Pharmacol Physiol,2012,39:759-764.
7 張慧.Rho激酶抑制劑法舒地爾在冠心病中的應(yīng)用進(jìn)展.中國心血管病研究,2012,10:708-711.
8 Xiao Y,Liang L,Pan Y,et al.Inhibitory effects of simvastatin on migration and invasion of rheumatoid fibroblast-like synoviocytes by preventing geranylgeranylation of rhoa.Rheumatol Int,2013,33:389-399.
9 Voora D.A transcriptomics-informed genetic association study identifies rhoa in simvastatin-induced low-density lipoprotein cholesterol lowering.Circ Cardiovasc Genet,2013,6:137-138.
10 蔣衛(wèi)紅,譚麗華,楊侃,等.RhoA/Rho激酶在氟伐他汀對組織因子表達(dá)影響中的調(diào)控作用.中國動脈硬化雜志,2012,20:117-120.