王旭蘭,王群讓,康 平,宋寶國,常鳳軍(咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)學(xué)院護理部,咸陽 7000;陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科;延安大學(xué)附屬醫(yī)院東關(guān)醫(yī)院心腦血管外科;陜西省人民醫(yī)院心臟外科;通訊作者,E-mail:changfengjun00@6.com)
肺高壓(pulmonary hypertension,PH)的病理機制復(fù)雜、病情進行性加重,而且預(yù)后差。PH的病理特征包括:肺血管阻力持續(xù)性增加、肺血管增殖及重塑、肺血管血栓形成及肺血管進行性閉塞[1]。但是目前PH的治療藥物針對性差,找到治療PH的特異性藥物是目前的當(dāng)務(wù)之急。
我們前期的研究[2]及其他學(xué)者[3]的研究發(fā)現(xiàn)左旋精氨酸(L-arginine,L-Arg)可通過改善內(nèi)皮功能緩解PH。最近的研究[4]還發(fā)現(xiàn)循環(huán)微粒(circulating microparticles,MPs)可以損害包括肺動脈在內(nèi)的血管內(nèi)皮功能。那么L-Arg改善PH是否直接通過影響MPs來實現(xiàn),目前尚無報道,本研究將探討L-Arg對PH大鼠體內(nèi)MPs含量及質(zhì)量的影響,以進一步了解L-Arg防治PH的作用機制。
SPF級雄性Sprague Dawley(SD)大鼠18只,體重(200±10)g,購自陜西中醫(yī)藥大學(xué)實驗動物中心。電泳儀、轉(zhuǎn)膜儀為美國BIO-RAD產(chǎn)品,BI-420E+生物機能試驗系統(tǒng)購自成都泰盟科技有限公司,PVDF膜購自瑞士羅氏公司、X射線攝影暗匣及中速感感光屏(AX-Ⅱ型)購自廣東粵華公司,超聲破碎儀購自美國Cole-Parmer。TEMED購自美國Sigma-Aldrich。野百合堿(monocrotaline,MCT)、左旋精氨酸(L-arginine,L-Arg)、戊巴比妥鈉和RIPA裂解液為美國Sigma-Aldrich產(chǎn)品,RPMI1640、磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS)購自美國Gibico公司,eNOS購自Santa Cruz公司,BCA試劑盒為美國Thermo Scientific產(chǎn)品。
按文獻[5]的方法制備PH模型:用乙醇和生理鹽水(2∶8)混合液將野百合堿配成20 g/L的溶液,用生理鹽水將L-Arg配成150 g/L的溶液。18只雄性SD大鼠隨機分為三組(n=6):對照組、MCT組、L-Arg組。除對照組外,MCT組和L-Arg組大鼠腹腔注射MCT 50 mg/kg誘導(dǎo)PH并飼養(yǎng)3周。期間L-Arg組每日腹腔注射L-Arg(500 mg/kg),對照組和MCT組每日腹腔注射等量的生理鹽水。
飼養(yǎng)滿3周時,戊巴比妥鈉50 mg/kg麻醉大鼠后,通過BL-420E生物機能試驗系統(tǒng)檢測右心室收縮壓(right ventricular systolic pressure,RVSP)[4],間接反應(yīng)肺動脈壓力值。
測量肺動脈壓力后經(jīng)腹主動脈采血,然后依文獻[6]的兩步法提取MPs:第一步離心(4℃ 11 000×g 2 min)得到乏血小板血漿,然后取2 ml乏血小板血漿進行第二步離心(4℃ 13 000×g 45 min),結(jié)束后吸去上清,在用100 μl RPMI1640培養(yǎng)基重懸MPs。用BCA試劑盒測定MPs蛋白濃度。
取6只大鼠分別開胸取肺動脈并小心去除動脈周圍組織,將肺動脈剖開放入RPMI1640培養(yǎng)基內(nèi)平衡1 h,然后分別加入等量的三組MPs(1 mg/ml)刺激1 h。刺激結(jié)束后將肺血管用PBS清洗3次并吸干多余PBS后移入液氮內(nèi)速凍5 min,將速凍的肺血管研磨破碎后用RIPA裂解液在冰上裂解10 min。10 min后離心(4℃ 10 000×g 30 min)并吸取上層蛋白。用BCA試劑盒測定蛋白濃度。提取蛋白通過Western blot檢測eNOS蛋白的表達變化。
各組大鼠 RVSP測量結(jié)果的比較:與對照組[(11.26 ±2.43 mmHg)]比較,MCT 組[(24.71 ±2.51 mmHg)]大鼠肺動脈壓力升高,提示PH建模成功;L-Arg組大鼠的肺動脈壓力[(18.15±2.27)mmHg]較MCT組低說明L-Arg緩解了PH病情。
與對照組[(1.14±0.53 mg/ml)]相比,MCT 組大鼠體內(nèi) MPs濃度明顯升高[(2.02±0.33)mg/ml];L-Arg一定程度上降低了PH大鼠體內(nèi)的MPs濃度[(1.64 ±0.31)mg/ml]。
與對照組比較,MCT組和L-Arg組eNOS蛋白的表達均降低,而且MCT組與L-Arg組eNOS蛋白的表達無統(tǒng)計學(xué)差異(見圖1)。
圖1 各組大鼠MPs對eNOS蛋白表達的影響Figure 1 Effect of MPs on the expression of eNOS protein in rats
肺血管內(nèi)皮位于肺血管腔的內(nèi)表面,肺血管內(nèi)皮細胞通過分泌各種收縮和舒張因子維持肺動脈壓力的穩(wěn)定,當(dāng)細胞受到不同炎癥因子或病毒的刺激、接觸某些藥物、組織細胞缺氧、受到血流剪切力等作用時,肺血管內(nèi)皮組織均會受損[7]。
一氧化氮(nitric oxide,NO)是重要的血管內(nèi)皮依賴舒張因子。內(nèi)皮細胞以L-Arg為底物依靠eNOS合成NO促進血管舒張,維持肺動脈壓力保持在正常水平。我們[2]和其他研究團隊[3,8]表明:LArg通過上調(diào)eNOS蛋白的表達、抑制血小板的聚集、減少內(nèi)皮素-1的產(chǎn)生、促進血管舒張,以緩解肺高壓。
內(nèi)皮細胞被激活或發(fā)生凋亡時會以胞膜出芽的形式向周圍的環(huán)境中分泌細胞MPs[9]。研究發(fā)現(xiàn)MPs大小為 0.1-1.0 μm,是亞微米級的細胞顆粒[10,11]。除內(nèi)皮細胞外,血小板也可以生成 MPs。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)體內(nèi)MPs含量反映內(nèi)皮損傷和功能障礙[5-8]。Ci等[4]報道 EMPs可以減少瓣膜內(nèi)皮細胞eNOS蛋白的表達和減少 NO的產(chǎn)生;同時EMPs還通過抑制熱休克蛋白90(HSP90)和eNOS的結(jié)合而減少NO的生成和增加氧自由基的產(chǎn)生。我們最近的研究顯示:MPs通過抑制eNOS蛋白和上調(diào)彈性蛋白而加重肺高壓[12]。L-Arg是否是通過作用于MPs來緩解肺高壓目前尚無報道,這也正是我們這次研究的重點。
本研究顯示:L-Arg可以減少PH大鼠體內(nèi)增高的MPs,但是L-Arg并沒有減輕MPs對離體肺血管中eNOS的蛋白表達的下調(diào)作用。這一結(jié)果說明MPs通過抑制肺動脈血管eNOS的上調(diào)而加重肺高壓;L-Arg通過為肺動脈血管內(nèi)皮細胞提供NO底物改善肺高壓而減少MPs的數(shù)量來緩解MPs對肺高壓的加重,但是L-Arg并沒有影響MPs的質(zhì)量。
綜上所述,PH時MPs升高,后者損害肺血管eNOS蛋白表達而進一步惡化PH,即:PH→MPs升高→eNOS下降→內(nèi)皮功能受損→PH升高的惡性循環(huán)。L-Arg通過緩解肺高壓降低了MPs含量而減輕MPs對肺高壓的損害,即:L-Arg→PH降低→MPs數(shù)量減少→PH下降的循環(huán)。但是L-Arg并沒有影響MPs本身對肺血管內(nèi)皮的損害。我們的研究進一步闡明了L-Arg防治PH的機制,為今后將L-Arg作為防治PH的臨床藥物提供理論依據(jù)。
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