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銀杏葉提取物對阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征合并高血壓大鼠血壓的影響

2015-12-18 06:55:53陳梅晞李艷紅龍冠晗
關(guān)鍵詞:脂肪組織灌胃血壓

成 俊,陳梅晞,李艷紅,羅 淼,龍冠晗

銀杏葉提取物對阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征合并高血壓大鼠血壓的影響

成 俊1,陳梅晞2,李艷紅1,羅 淼2,龍冠晗1

目的研究銀杏葉提取物(GBE)對阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(OSAS)合并高血壓大鼠血壓的影響,及GBE可能的作用機制方法30只健康雄性SD大鼠隨機均分為正常對照(NC)組、慢性間歇性低氧(CIH)組、GBE灌胃組,各組10只。于實驗前后采用無創(chuàng)血壓分析儀觀察大鼠血壓變化;HE染色觀察大鼠心肌、腎、腹主動脈的病理變化;同時檢測大鼠血清中腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素1(IL-1)、白細(xì)胞介素6(IL-6)的含量;及外周脂肪組織中Toll樣受體4(TLR4)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)蛋白及其mRNA表達(dá)水平結(jié)果CIH組大鼠血壓明顯高于對照組(P<0.01),GBE灌胃組大鼠血壓顯著低于CIH組(P<0.01);與NC組相比,CIH組心肌細(xì)胞、腎小管明顯水腫呈水樣變性,GBE灌胃組與CIH組比較心肌細(xì)胞、腎小管水腫顯著降低,各組腹主動脈均無明顯病理改變;與NC組比較,CIH組大鼠血清中TNF-α、IL-1、IL-6的含量均顯著增高(P<0.01),GBE灌胃組與CIH組比較大鼠血清中TNF-α、IL-1、IL-6的含量顯著降低(P<0.05),GBE灌胃組與NC組比較TNF-α、IL-6的含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義,而IL-1的含量GBE灌胃組明顯高于NC組(P<0.01);與NC組比較,CIH組外周脂肪組織中TLR4、JNK蛋白及其mRNA表達(dá)水平顯著增高(P<0.01),而GBE灌胃組其表達(dá)含量顯著低于CIH組(P<0.01)結(jié)論GBE可以抑制OSAS合并高血壓大鼠脂肪組織TLR4、JNK蛋白及mRNA的表達(dá),降低血清中TNF-α、IL-1、IL-6的水平,對OSAS合并高血壓大鼠血壓有顯著降壓作用。

銀杏葉提取物;阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征;高血壓;脂肪組織;TLR4;JNK

慢性阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(obstructive sleep apnea syndrome,OSAS)是臨床常見的一種潛在性致死性疾病,是繼發(fā)性高血壓的獨立危險因素[1]。既往研究[2]表明,脂肪組織分泌的大量脂肪因子和生物活性物質(zhì)在OSAS的發(fā)生、發(fā)展及相關(guān)并發(fā)癥的形成中發(fā)揮一定的作用。Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs)是最重要的天然免疫受體,其Toll樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)是Toll樣受體家族中重要一員,參與多種炎癥過程[3],c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)是TLRs信號通路的下游受體。本課題組既往研究[4]證實TLR4可能通過對脂肪細(xì)胞因子的調(diào)控從而對OSAS合并高血壓的發(fā)生發(fā)展起一定的作用,TLR4受體通過下游JNK信號通路對炎癥因子的調(diào)控是OSAS合并高血壓大鼠血壓升高的重要發(fā)病機制[2]。目前臨床上對于OSAS所引起的高血壓病尚無有效的預(yù)防及治療藥物,中醫(yī)藥具有多作用靶點、多途徑起效的特點,為OSAS合并高血壓的治療提供了廣闊的前景。銀杏葉提取物(Ginkgo eiloba extract,GBE)是用現(xiàn)代技術(shù)從銀杏葉中提取的活性物質(zhì),具有擴張血管、抑制血小板活化因子及炎癥分泌物的作用[5-6]。但GBE對OSAS合并高血壓的治療作用尚未見報道。該研究在建立的實驗性O(shè)SAS合并高血壓大鼠模型上,探討GBE對其防治作用及可能機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物健康雄性SD大鼠30只,SPF級,8周齡,(200±20)g,由廣西醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供。

1.2 主要實驗儀器及試劑JXOC-12型低壓氧艙全自動控制儀(南京新飛分析儀器制造有限公司);ALC-NIBP型大鼠尾動脈血壓測量儀(上海奧爾科特生物科技有限公司);實驗氣體(桂林利寧制氧廠);光學(xué)顯微鏡(日本奧林巴斯公司);GBE為水溶性(徐州恒凱銀杏制品有限公司),批號為N130911,GBE主要成分及含量:銀杏黃酮苷的量為24.0%~26.5%,銀杏苦內(nèi)酯A、B、C的總量為6.00%~8.09%,白果內(nèi)酯3.55%,總銀杏酸Max 5 ppm;腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細(xì)胞介素1(IL-1)、白細(xì)胞介素6(IL-6)大鼠專用ELISA試劑盒(欣博盛生物科技有限公司);兔抗鼠TLR4一抗(美國Abcam公司);兔抗鼠SAPK/JNK(56G8)一抗(美國Cell Signaling);大鼠β-actin、辣根標(biāo)記羊抗鼠二抗、二抗辣根標(biāo)記羊抗兔二抗(北京中杉金橋生物科技有限公司);總RNA提取試劑盒(天根科技生物有限公司);RNA逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(日本TaKaRa公司);QPCR儀(美國Life Technologies公司)。

1.3 方法

1.3.1 實驗分組 實驗前大鼠給予適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。大鼠隨機分為正常對照(NC)組、慢性間歇性低氧(CIH)組和GBE灌胃組,每組10只。

1.3.2 模型的建立 GBE灌胃組大鼠按照100 mg/kg GBE溶液每天給予灌胃,NC組、CIH每天給予同等劑量去離子水灌胃,每天1次。將CIH組和GBE灌胃組大鼠置于相同的有機玻璃艙內(nèi),向艙內(nèi)循環(huán)充入氮氣和氧氣,即10 s充入氮氣,使氧濃度下降為(6±0.5)%維持30 s,隨之10 s充入氧氣,使氧濃度升高至(21±0.5)%維持30 s,即每一循環(huán)為90 s。每天8 h(9∶00~17∶00),正常對照組大鼠放入飼養(yǎng)籠暴露正常空氣中。實驗期間禁食禁水。造模8周后測量CIH組大鼠微動脈血壓,以收縮壓≥20.00 kPa提示OSAS合并高血壓大鼠模型制造成功。

1.3.3 大鼠尾動脈血壓的測定 利用大鼠尾動脈血壓測量儀于實驗前及實驗后每周分別測定大鼠尾動脈血壓。嚴(yán)格按照儀器說明書測量步驟進(jìn)行測量,待計算機出現(xiàn)規(guī)律擺動的脈搏波動時進(jìn)行測量,測量結(jié)束后記錄此時收縮壓,每只大鼠測量3次,取平均值。每周固定時間測量1次并做好記錄。

1.3.4 病理學(xué)檢查 各組大鼠斷頸處死后,迅速分離并取出大鼠心臟、右腎及腹主動脈,分別固定于4%甲醛溶液中固定過夜,然后進(jìn)行梯度乙醇常規(guī)脫水、石蠟包埋,切片作HE染色,在光學(xué)顯微鏡下觀察心臟、右腎及腹主動脈組織病理變化。

1.3.5 大鼠血清中TNF-α、IL-1、IL-6含量的檢測各組大鼠斷頸處死后立即使用未加抗凝劑的負(fù)壓采血管進(jìn)行心臟取血,將采集的血液室溫靜置30 min后放入4℃離心機5 000 r/min離心20 min。離心完成后吸取離心管上清液(血清)放入-80℃冰箱保存。采用ELISA法按照說明書步驟進(jìn)行檢測。

1.3.6 Westen blot法檢測TLR4、JNK蛋白在脂肪組織中的表達(dá) 處死大鼠后無菌器械打開腹腔,迅速取出腎周、大網(wǎng)膜及附睪周圍脂肪組織,用去RNA酶去離子水沖洗掉血液后放入無菌凍存管-80℃保存。每只大鼠取大約100 mg脂肪組織放入無菌研缽中,使用液態(tài)氮進(jìn)行充分研磨成粉狀,使用細(xì)胞裂解液提取出蛋白后,用BCA法測定所提取的總蛋白濃度。根據(jù)所測定蛋白濃度大小設(shè)計上樣反應(yīng)體系。使用10%十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE),使用濕式電轉(zhuǎn)法將蛋白轉(zhuǎn)至PVDF膜上。按照步驟敷完一抗、二抗后,加ECL發(fā)光液,使用柯達(dá)X線片曝光顯影。應(yīng)用計算機掃描成像系統(tǒng)采集X線片結(jié)果,測定目標(biāo)條帶與內(nèi)參條帶的灰度值,將它們的比值作為蛋白表達(dá)的相對含量,進(jìn)行半定量分析。

1.3.7 脂肪組織中TLR4、JNK mRNA的檢測 內(nèi)參β-actin上游引物:5′-CATTGTCACCAACTGGGACGATA-3′,下游引物:5′-GGATGGCTACGTACATGGCTG-3′,產(chǎn)物大小187 bp;TLR4上游引物:5′-TGACGCCTTACGTGGTAACT-3′,下游引物:5′-GGTGTTCCGAGCTGTTCAAT-3′,產(chǎn)物大小186 bp;JNK上游引物:5′-ACTCGAGCCAGAATGAGGAC-3′,下游引物:5′-GAAGCCTTCCTGGATGATGT-3′,產(chǎn)物大小142 bp。使用試劑盒離心柱法提取總RNA,將提取的總RNA按照逆轉(zhuǎn)錄試劑盒的步驟反轉(zhuǎn)錄為cDNA;PCR擴增條件:預(yù)變性94℃2 min,變性94℃2 min,退火60℃30 s,延伸72℃30 s,35個循環(huán),最后72℃終延伸2 min。RT-PCR產(chǎn)物行2%瓊脂糖凝膠電泳。應(yīng)用計算機凝膠掃描成像系統(tǒng)采集電泳結(jié)果,并測定目標(biāo)條帶與內(nèi)參條帶灰度值,將它們的比值作為基因表達(dá)的相對含量,進(jìn)行半定量分析。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理應(yīng)用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析。實驗數(shù)據(jù)以±s表示,多組變量的比較采用單因素方差分析。

2 結(jié)果

2.1 病理學(xué)變化

2.1.1 心肌組織HE染色病理切片鏡下觀察 與NC組相比,CIH組心肌細(xì)胞明顯增粗并呈水樣變性,核大深染;而GBE灌胃組與CIH組比較心肌水腫程度明顯緩解。見圖1。

2.1.2 右腎臟組織HE染色病理切片鏡下觀察與NC組相比,CIH灌胃組腎臟組織腎小管廣泛水樣變性,核大深染;而GBE灌胃組與CIH組比較腎小管水腫程度明顯緩解。見圖2。

2.1.3 腹主動脈組織HE染色病理切片鏡下觀察

NC組、CIH組與GBE灌胃組腹主動脈鏡下示:動脈管腔內(nèi)膜均光滑,均未見脂質(zhì)沉積,中膜平滑肌均無萎縮,管腔均無明顯狹窄。3組腹主動脈均無明顯病理改變。見圖3。

2.2 大鼠尾動脈血壓 各組大鼠實驗前鼠尾動脈收縮壓差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=0.74),實驗后與NC組比較CIH組大鼠血壓顯著增高(F=672.58,P<0.01),GBE灌胃組比CIH組大鼠血壓顯著降低(P<0.01)。GBE灌胃組與NC組比較其血壓無明顯改變,差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表1。

表1 實驗前后大鼠尾動脈血壓(kPa,n=10,±s)

與NC組比較:**P<0.01;與CIH組比較:##P<0.01

組別實驗前血壓實驗后血壓NC14.74±0.4815.25±0.24 CIH14.54±0.6620.59±0.41**GBE灌胃14.85±0.5415.68±0.40##

2.3 各組大鼠血清中TNF-α、IL-1、IL-6的含量變化與NC組比較CIH組大鼠血清中TNF-α、IL-1β、IL-6的含量顯著增高(F=7.26、7.19、6.53,P<0.01),GBE灌胃組與CIH組比較大鼠血清中TNF-α、IL-1、IL-6的含量顯著降低(P<0.05),GBE灌胃組與NC組比較TNF-α、IL-6血清中含量無統(tǒng)計學(xué)意義,而GBE灌胃組血清中IL-1β的含量明顯高于NC組(P<0.01),見表2。

表2 實驗后各組大鼠血清中TNF-α、IL-1β、IL-6的含量(pg/ml,n=10,±s)

與NC組比較:**P<0.01;與CIH組比較:##P<0.05

組別TNF-αIL-1βIL-6 NC45.82±4.0870.14±17.6038.04±7.82 CIH69.16±7.83**292.76±25.21**62.43±18.13**GBE灌胃56.31±4.66##175.59±20.59##32.036±3.00##

2.4 Western blot法測定大鼠外周脂肪組織中TLR4、JNK蛋白表達(dá)所有模型大鼠脂肪組織中均表達(dá)TLR4、JNK蛋白,每組樣本結(jié)果以目的蛋白條帶與內(nèi)參β-actin條帶灰度比值作為該樣本目的蛋白表達(dá)的相對含量。CIH組外周脂肪組織中TLR4、JNK1、JNK2蛋白表達(dá)顯著高于NC組(F=18.24、102.21、113.78,P<0.01);GBE灌胃組與CIH組比較外周脂肪組織中TLR4、JNK蛋白表達(dá)顯著減低(P<0.01)。

2.5 大鼠外周脂肪組織中TLR4、JNK mRNA表達(dá)水平的檢測所有模型大鼠脂肪組織中表達(dá)TLR4、JNK mRNA,每組結(jié)果以目標(biāo)基因條帶與內(nèi)參β-actin條帶灰度比值作為該樣本TLR4、JNK mRNA表達(dá)的相對含量。CIH組外周脂肪組織中TLR4、JNK mRNA表達(dá)顯著高于NC組(F=81.70、188.08,P<0.01);GBE灌胃組與CIH組比較外周脂肪組織中TLR4、JNK mRNA表達(dá)顯著減低(P<0.01)。

3 討論

近年研究[7-8]還顯示GBE可以減輕慢性間歇性缺氧大鼠肺動脈高壓和血管內(nèi)皮的損傷,能夠降低高血壓及高血糖合并高脂血癥大鼠的血壓。

已知OSAS患者廣泛存在脂肪代謝紊亂,脂肪因子分泌紊亂引起炎癥介質(zhì)大量釋放,引發(fā)局部和系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)[9]。既往研究[10]已經(jīng)證實了OSAS可對機體造成炎性損傷,其損傷程度與炎性反應(yīng)水平呈正相關(guān)。本課題組在前期的研究[2]中也表明隨著OSAS模型組間歇缺氧時間增加大鼠血中TNF-α、瘦素的含量逐漸增高,血壓也隨之升高,從而提示脂肪組織介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在OSAS合并高血壓發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。本次實驗測量各組大鼠血壓結(jié)果說明:間歇性低氧可以導(dǎo)致大鼠血壓顯著升高,CIH組大鼠尾動脈收縮壓均達(dá)到20.00 kPa以上,達(dá)到了高血壓標(biāo)準(zhǔn),提示OSAS合并高血壓大鼠模型復(fù)制成功;GBE可以顯著降低OSAS所致高血壓大鼠的血壓。HE染色結(jié)果表明:間歇性低氧可以導(dǎo)致心肌細(xì)胞腫脹、腎小管水腫;而GBE可以明顯減輕間歇性低氧所致心肌細(xì)胞、腎小管水樣變性損傷;而3個組的腹主動脈均無病理改變。

TNF-α是炎癥因子免疫調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)中的核心因子,是脂質(zhì)代謝紊亂、低氧等造成的組織臟器損傷中最重要的損傷啟動因子[11]。TNF-α、IL-1、IL-6是體內(nèi)固有免疫細(xì)胞參與炎癥反應(yīng)分泌的促炎癥細(xì)胞趨化因子,是反映機體炎癥反應(yīng)的重要指標(biāo)。本實驗ELISA結(jié)果顯示:慢性間歇性缺氧可以導(dǎo)致體內(nèi)血清中TNF-α、IL-1β、IL-6的含量均明顯升高,而GBE可以顯著降低其水平,但下降程度有差異。由此推測,OSAS合并高血壓可能存在除炎癥外其它病理機制,也提示TNF-α、IL-1β、IL-6作為重要的細(xì)胞因子參與了OSAS的病理過程。

模式識別受體TLR受體是重要的細(xì)胞膜受體,是炎癥信號傳遞門戶蛋白。TLR4介導(dǎo)的信號通路與細(xì)胞間信號傳導(dǎo)在OSAS發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用[12]。許多實驗證實JNK信號通路可被細(xì)胞因子、應(yīng)激等多種因素激活,證實JNK與多種疾病關(guān)系密切[13]。Western blot和RT-PCR檢測結(jié)果表明:OSAS合并高血壓大鼠外周脂肪組織中TLR4、JNK蛋白和TLR4、JNK mRNA的表達(dá)顯著高于NC,而GBE可顯著抑制其表達(dá)水平。通過本次試驗不難發(fā)現(xiàn):血清TNF-α、IL-1β、IL-6的含量與3組大鼠的血壓水平相一致,也與各組大鼠脂肪組織中TLR4、JNK蛋白及TLR4、JNK mRNA表達(dá)水平一致。證明了TLR4受體JNK通路所介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)是OSAS合并高血壓大鼠血壓發(fā)生的重要發(fā)病機制之一。既往研究[14]顯示TLR4可通過MAPK的JNK信號通路,進(jìn)而活化核內(nèi)轉(zhuǎn)錄激活因子等轉(zhuǎn)錄因子,從而調(diào)節(jié)TNF-α、IL-1、IL-6等細(xì)胞因子、黏附分子和炎癥因子的轉(zhuǎn)錄表達(dá),進(jìn)而影響免疫與炎癥反應(yīng)。

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Effect of Ginkgo biloba extract in blood pressure of obstructive sleep apnea syndrome with hypertension in rats

Cheng Jun1,Chen Meixi2,Li Yanhong1,et al
(1Graduate School of Guilin Medical University,Guilin 541001;2Dept of Respiratory Medicine,Affiliated Hospital of Guilin Medical University,Guilin 541001)

ObjectiveTo study the effect of Ginkgo biloba extract(GBE)in blood pressure of rat obstructive sleep apnea syndrome(OSAS)with hypertension,and the mechanism of GBE.Methods 30 healthy male rats were randomly divided into normal control group(NC),chronic intermittent hypoxia group(CIH),and GBE gastric perfusion group(n=10).The changes of blood pressure,myocardial,renal and abdominal artery were observed by noninvasive blood pressure analyzer and HE staining.The levels of tumor necrosis factor-α(TNF-α),interleukin-1(IL-1)and interleukin-6(IL-6)were examined in serum of these rats.The levels of Toll-like receptor 4(TLR4),c-Jun N-terminal kin(JNK)and the expression of JNK mRNA were tested in the peripheral adipose tissue.Results The blood pressure in CIH was significantly higher than that in NC(P<0.01),and blood pressure in GBE was lower than that in CIH(P<0.01).Compared with NC,the pathological variation of myocardial cell and renal tubule showed significant swell in CHI,but in GBE these changes were slight than that in CHI.There were no obvious pathological changes of abdominal artery in each group.The levels of TNF-α,IL-1 and IL-6 in CHI were significantly higher than those in NC(P<0.01),and the content was lower in GBE compared with CHI(P<0.05).But the results about TNF-α,IL-6 in GBE had no statistical significance compared with NC,and the content of IL-1βwas higher than that in NC(P<0.01).The expression of TLR4,JNK and expression of JNK mRNA in CHI were significantly higher than those in NC in peripheral adipose tissues(P<0.01),and the results in GBE were lower than that in CHI(P<0.01).Conclusion GBE can restrain the expression of TLR4,JNK protein and JNKmRNA in the adipose tissue of rat in OSAS with hypertension.It can reduce the level of TNF-α,IL-1,IL-6 in serum.GBE has a significant antihypertensive effect on OSAS with hypertension in rats.

GBE;obstructive sleep apnea syndrome;hypertension;adipose tissue;Toll-like receptor 4;c-Jun N-terminal kin

R 56;R 961

A

1000-1492(2015)03-0324-05

2014-11-12接收

國家自然科學(xué)基金(編號:81060009);廣西衛(wèi)生廳重點科研項目(編號:重2010047);廣西自然科學(xué)基金項目(編號:2013jjAA40386)

1桂林醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系,桂林 541001

2桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科,桂林 541001

成 俊,男,碩士研究生;陳梅晞,女,教授,碩士生導(dǎo)師,責(zé)任作者,E-mail:chenmx@glmc.edu.cn

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