余華軍,伍俊,吳尚,李慧敏,黃慧,張海濤
血栓性疾病是嚴(yán)重危害人類健康的疾病之一,在急性冠脈綜合征、缺血性腦卒中等心血管疾病的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。隨著環(huán)境的巨變及社會(huì)壓力的劇增,血栓的發(fā)病率與病死率逐年上升,而且血栓性疾病的致殘率也居高不下。因此尋找新型的、能夠防治血栓形成的天然藥物有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
在前期研究中,本課題組從麒麟菜中分離出具有抑制血小板聚集功能的多肽組分,顯示麒麟菜多肽在抑制血栓形成領(lǐng)域可能有潛在應(yīng)用價(jià)值。目前常用角叉菜膠誘導(dǎo)制備小鼠尾部血栓形成模型[1-2],該法可根據(jù)鼠尾皮膚顏色變化觀察血栓形成的過程,并分析藥物對(duì)血栓形成的影響,方法簡單而直觀。本研究采用腹腔注射角叉菜膠誘導(dǎo)小鼠尾部血栓模型[3],觀察麒麟菜多肽對(duì)血栓形成的影響。
1.1.1自動(dòng)低壓液相色譜分離層析儀(上海嘉鵬生物公司),CF16RX冷凍離心機(jī)(日本 Hitachi公司),F(xiàn)LASH連續(xù)光譜熒光酶標(biāo)儀(德國 Thermo公司),HP1100高效液相色譜儀(美國HP公司),電泳設(shè)備(美國Bio-Rad公司)。
1.1.2 動(dòng)物和試劑 SPF級(jí)昆明小鼠35只,18~22g,雌雄各半,購自廣東醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。麒麟菜(海南瓊海),Sephadex G-50 (臺(tái)州市路橋四甲生化塑料廠),氯吡格雷、二磷酸腺苷(ADP)、凝血酶(北京鼎國公司),角叉菜膠(美國Sigma公司),其余為國產(chǎn)分析純?cè)噭?/p>
1.2.1 麒麟菜多肽的制備 從海南瓊海收集麒麟菜,用蒸餾水漂洗干凈,置于20mmol/L的鹽酸溶液中浸泡過夜。第,天用勻漿機(jī)打碎勻漿,勻漿液8000r/min離心30min,收集上清液;上清加入1.5%KCl再次離心,收集上清液。將上清液用Sephadex G-50分離,20mmol/L鹽酸洗脫,1.0ml/min流速,收集280nm處具有光吸收峰的物質(zhì)。共收集2個(gè)洗脫峰,多肽成分集中在第2個(gè)收集峰。用高效液相色譜(HPLC)進(jìn)一步純化該多肽。高效液相測(cè)試參數(shù)如下:色譜柱C18(250.0mm×4.6mm),檢測(cè)波長280nm,柱溫25℃,上樣量20μl,流速1ml/min;流動(dòng)相B為0.1%三氟乙酸,流動(dòng)相C為乙腈(CAN);梯度洗脫0~3min為B/C=97.0/3.0,3~5min為B/C=97.0/3.0,5~10min為B/C=60.0/40.0,10~20min為B/C=60.0/40.0[4]。純化的多肽經(jīng)SDS-PAGE電泳分離蛋白后用考馬斯亮藍(lán)染色。
1.2.2 光學(xué)比濁法檢測(cè)血小板聚集 富血小板血漿(platelet rich plasma,PRP)和乏血小板血漿(platelet poor plasma,PPP)的制備方法為取2管枸櫞酸鹽抗凝新鮮豬血,靜置30min,分別經(jīng)800r/min、10min和4000r/min、10min離心取上清,分別得到PRP和PPP[5]。
實(shí)驗(yàn)分為4組:正常生理鹽水(N)組、麒麟菜多肽低劑量(Q-L)組、麒麟菜多肽中劑量(Q-M)組、麒麟菜多肽高劑量(Q-H)組。根據(jù)課題組前期實(shí)驗(yàn),設(shè)置麒麟菜多肽低、中、高劑量分別為2.5、5.0、10.0μg/ml。鋪96孔板,先加入100μl血小板/孔,每組設(shè)置5個(gè)復(fù)孔,再分別按分組情況加入生理鹽水和麒麟菜多肽10μl孵育30min,最后分別以ADP[6-7]、凝血酶[8-9]誘導(dǎo),混勻30s,使用FLASH連續(xù)光譜熒光酶標(biāo)儀(405nm波長,50s/次,15min)動(dòng)態(tài)檢測(cè)血小板聚集情況。以PPP作為空白對(duì)照,分別加入10μl ADP、1U凝血酶誘聚劑至PRP,在PRP中透光度改變最大時(shí)即得到血小板最大聚集率(maximun aggregation rate,MAR),以百分?jǐn)?shù)表示,4h內(nèi)完成檢測(cè)。
1.2.3 麒麟菜多肽對(duì)角叉菜膠引起的小鼠尾部血栓形成的影響 將35只小鼠隨機(jī)分為5組:正常生理鹽水(N)組、麒麟菜多肽低劑量(Q-L1)組、麒麟菜多肽中劑量(Q-M1)組、麒麟菜多肽高劑量(Q-H1)組、氯吡格雷(L)組。根據(jù)文獻(xiàn)[10]并結(jié)合課題組前期實(shí)驗(yàn),設(shè)置麒麟菜多肽低、中、高劑量分別為15、30、60mg/kg,氯吡格雷100mg/kg。每組動(dòng)物各7只,各組均按0.2ml/10g灌胃給予相應(yīng)藥液,每天1次,連續(xù)7d。于末次給藥后1h,各組于小鼠腹腔注射0.2%角叉菜膠0.2ml/10g以誘發(fā)血栓形成。環(huán)境溫度控制在18℃,造模24h后用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鼠尾部長度及尾部血栓形成長度,血栓形成長度占尾部總長度百分比即為血栓形成相對(duì)比例(%)。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以表示,多個(gè)樣本均數(shù)的比較采用單因素方差分析,進(jìn)一步兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 麒麟菜多肽的制備及純化 麒麟菜樣品的SephdexG-50凝膠層析法洗脫圖譜如圖1所示,多肽成分集中在B峰。用高效液相色譜的方法進(jìn)一步純化收集B峰,獲得麒麟菜多肽,測(cè)試結(jié)果見圖2。SDS-PAGE電泳顯示只有一條區(qū)帶(圖3),證明理論純度大于90%。
圖1 麒麟菜多肽的SephdexG-50洗脫曲線Fig. 1 The elution curve of samples from Eucheuma in SephdexG-50
圖2 麒麟菜多肽高效液相分離圖譜Fig. 2 Separate map of Eucheuma peptides by HPLC
圖3 麒麟菜多肽SDS-PAGE電泳圖譜Fig. 3 SDS- polyacrylamide gel electrophoresis of peptides from Eucheuma
2.2 比濁法對(duì)聚集的檢測(cè) 由表1可見,在第4個(gè)測(cè)試點(diǎn)時(shí)),血小板達(dá)MAR,2.5、5.0和10.0μg/ml濃度的麒麟菜多肽對(duì)ADP誘導(dǎo)的血小板聚集的抑制率分別為38.16%、28.96%和39.05%,與生理鹽水組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
表1 麒麟菜多肽抗ADP誘導(dǎo)血小板聚集的作用(±s,n=6)Tab. 1 Effects of peptide on platelet aggregation induced by ADP in Eucheuma (±s, n=6)
表1 麒麟菜多肽抗ADP誘導(dǎo)血小板聚集的作用(±s,n=6)Tab. 1 Effects of peptide on platelet aggregation induced by ADP in Eucheuma (±s, n=6)
Group N. Saline treated group; Q-L, Q-M, Q-H group. Platelets in vitro treated with Eucheuma peptide at a dose of 2.5, 5.0, 10.0μg/ml,respectively; MAR. Max aggregation ratio; (1)P<0.01 compared with Group N
Group Dose (μg/ml) MAR(%) Inhibition (%)N 0 100 0 Q-L 2.5 61.84±3.25(1) 38.16±3.25(1)Q-M 5.0 71.04±2.42(1) 28.96±2.42(1)Q-H 10.0 60.95±2.78(1) 39.05±2.78(1)
由表2可見,在第9個(gè)測(cè)試點(diǎn)時(shí)(8min),血小板達(dá)到MAR,2.5、5.0和10.0μg/ml麒麟菜多肽對(duì)凝血酶誘導(dǎo)的血小板聚集的抑制率分別為24.66%、30.04%和26.26%,與生理鹽水組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
表2 麒麟菜多肽抗凝血酶誘導(dǎo)血小板聚集的作用(x±s,n=6)Tab. 2 Effect of peptide on platelet aggregation induced by thrombin in Eucheuma (±s, n=6)
表2 麒麟菜多肽抗凝血酶誘導(dǎo)血小板聚集的作用(x±s,n=6)Tab. 2 Effect of peptide on platelet aggregation induced by thrombin in Eucheuma (±s, n=6)
Group N. Saline treated group; Q-L, Q-M, Q-H group. Platelets in vitro treated with Eucheuma peptide at a dose of 2.5, 5.0, 10.0μg/ml,respectively; MAR. Max aggregation ratio; (1)P<0.01 compared with Group N
Group Dose (μg/ml) MAR (%) Inhibition rate (%)N 0 100 0 Q-L 2.5 75.34 ±1.23(1) 24.66 ±1.23(1)Q-M 5.0 69.96 ±1.46(1) 30.04 ±1.46(1)Q-H 10 73.74 ±1.78(1) 26.26±1.78(1)
2.3 麒麟菜多肽對(duì)角叉菜膠誘導(dǎo)小鼠尾部血栓形成的影響 由表3可見,15、30和60mg/kg麒麟菜多肽對(duì)角叉菜膠誘導(dǎo)小鼠尾部血栓形成有抑制作用,與生理鹽水組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。
表3 麒麟菜多肽對(duì)角叉菜膠誘導(dǎo)小鼠尾部血栓形成的作用(±s,n=7)Tab. 3 Effects of peptide on mouse tail thrombosis induced by carrageenan in Eucheuma (±s, n=7)
表3 麒麟菜多肽對(duì)角叉菜膠誘導(dǎo)小鼠尾部血栓形成的作用(±s,n=7)Tab. 3 Effects of peptide on mouse tail thrombosis induced by carrageenan in Eucheuma (±s, n=7)
Group N. Saline treated group; Q-L1, Q-M1, Q-H1 group. Mice treated with Eucheuma peptide at a dose of 15, 30, 60 respectively;L group. Mice treated with clopidogrel at a dose of 100mg/kg; (1)P<0.01 compared with Group N
Group Dose (mg/kg) Black tail length/Total length of a tail (%)N 0 63.88±12.04 Q-L1 15 36.89±9.64(1)Q-M1 30 17.25±5.01(1)Q-H1 60 22.99±7.76(1)L 100 18.96±9.17(1)
血栓類疾病復(fù)發(fā)率與致殘率非常高,血栓形成難以監(jiān)測(cè),目前采用的治療方法有早期預(yù)防、診斷和及時(shí)治療。血小板活化誘導(dǎo)的血栓形成在血栓性疾病的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮重要作用。因此,減少血小板聚集是預(yù)防血栓形成的重要手段。臨床上廣泛應(yīng)用影響血小板活化的藥物來抑制血栓形成。目前,常用的抗血小板聚集藥物有環(huán)氧化酶-1(COX-1)抑制劑、二磷酸腺苷(ADP)受體拮抗劑、血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受體拮抗劑、血小板激活因子受體拮抗劑、凝血酶和凝血因子(Xa)抑制劑、鈣離子(Ca2+)通道抑制劑等。
血小板聚集是血栓形成的主要過程,是通過血小板表面的受體激活引發(fā)的。這些受體包括凝血酶受體、ADP受體、凝血因子受體等。ADP是體內(nèi)的血小板激活物質(zhì),通過與血小板膜上ADP受體結(jié)合引起血小板聚集。ADP受體拮抗劑的代表藥物有氯吡格雷、普拉格雷、替格瑞洛等[11]。凝血酶受體屬于G蛋白偶聯(lián)受體,在凝血酶介導(dǎo)的血小板激活過程中發(fā)揮重要作用[12]。凝血過程中關(guān)鍵因子為一種糖基化蛋白酶Ⅹa因子,其可激活凝血酶原轉(zhuǎn)變?yōu)槟?,其抑制劑有利伐沙班[13]和阿哌沙班[14]等。
血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa是一種膜結(jié)合蛋白,作為纖維蛋白原受體,由α和β兩個(gè)亞單位組成的異二聚體,每個(gè)亞單位都含有胞內(nèi)區(qū)、跨膜區(qū)及胞外區(qū)。在激活劑作用下,血小板活化并導(dǎo)致血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受體的空間構(gòu)象發(fā)生變化,以便與纖維蛋白原或血管病友性因子(vWF)等結(jié)合,從而誘導(dǎo)血小板發(fā)生聚集[15]。ADP、凝血酶、血栓素A2(TXA2)可以活化血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受體[16],血小板通過活化的受體與相鄰血小板配體連接,誘發(fā)聚集,從而形成血栓。目前研究認(rèn)為血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受體是誘導(dǎo)血小板發(fā)生聚集的最后共同通路,因此血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受體拮抗劑也是防止血栓形成的一個(gè)重要靶點(diǎn)[17]。
氯吡格雷是一種常用的抗血小板藥物,可與血小板膜表面ADP受體結(jié)合,使纖維蛋白原無法與血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受體結(jié)合,從而抑制血小板相互聚集,但該藥物引起的不良反應(yīng)已陸續(xù)報(bào)道[18]。篩選和研發(fā)選擇性高、作用強(qiáng)、可逆轉(zhuǎn)、不良反應(yīng)小、口服的新型抗血小板聚集藥物是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。
麒麟菜(Eucheuma)是一種可食用的海藻,又稱雞腳菜、鹿角菜,盛產(chǎn)于我國海南、廣東、廣西和東南亞等沿海地區(qū)[19]。麒麟菜富含膳食纖維、多糖和礦物質(zhì),但必需氨基酸和脂肪含量較低,具有活血化瘀的功效[20-21]。光學(xué)比濁法是檢測(cè)血小板功能的“金標(biāo)準(zhǔn)”[22-23],本研究也采用此法證實(shí)課題組提取的多肽具有抗血小板聚集活性。角叉菜膠是從海藻中提取的硫酸多糖,可用于制備多種組織炎癥模型,是一種簡便易行的血栓造模試劑,其機(jī)制為由于炎癥損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,在IL-1β的作用下,炎細(xì)胞趨化、浸潤,激活外源性凝血系統(tǒng),導(dǎo)致血栓形成,并在血栓形成后抑制纖溶系統(tǒng)[24]。
本研究結(jié)果顯示,課題組提取的麒麟菜多肽具有抗ADP和凝血酶誘導(dǎo)血小板聚集的活性,三種濃度(2.5、5.0、10.0μg/ml)的麒麟菜多肽均能降低ADP和凝血酶誘導(dǎo)血小板聚集率。此外,我們還通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)麒麟菜多肽能顯著抑制角叉菜膠誘導(dǎo)的小鼠尾部血栓的形成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,麒麟菜多肽可能是通過影響ADP受體、凝血酶受體和Ⅹa因子等作用,抑制血栓形成。麒麟菜多肽是否通過直接抑制ADP受體、凝血酶受體和Ⅹa因子共同途徑(血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受體[25])從而抑制血栓形成的分子機(jī)制,還需要進(jìn)一步研究。
總之,麒麟菜來源的多肽分子具有抑制血栓形成的功能,有可能轉(zhuǎn)化成為一種新型的防治血栓形成的藥物,有進(jìn)一步研究開發(fā)的潛力。
【參考文獻(xiàn)】
[1]Liu Y, Dong XL. The establishment of animal models of thrombosis[J]. J Capital Med Unvi, 2002, 23(3)∶ 277-280. [劉瑜, 董小黎. 血栓動(dòng)物模型的建立[J]. 首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2002, 23(3)∶ 277-280.]
[2]Hu SJ, Tian QL, Gu JW,et al. A new animal model of thrombus formationin vivo[J]. J ChinHematology, 1993, 14(10)∶ 541-542. [胡三覺, 田巧蓮, 顧建文, 等. 一種新的體內(nèi)血栓形成動(dòng)物模型[J]. 中華血液學(xué)雜志, 1993, 14(10)∶ 541-542.]
[3]Liu YX, Zhao XM, Wen ZY,et al.Comparison of two drug delivery methods of carrageenan in the preparation of mouse tail thrombosis model[J]. Chin J Integr Med Cardio, 2013, 11(7)∶849-850. [劉彥霞, 趙肖萌, 溫宗妍, 等. 角叉菜膠兩種給藥方式制備小鼠尾部血栓模型比較[J]. 中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志, 2013, 11(7)∶ 849-850.]
[4]Nakamura T, Furunaka H, Miyata T,et al. Tachyplesin, a class of antimicrobial peptide from the hemocytes of the horseshoe crab(Tachypleus tridentatus). Isolation and chemical structure[J].The J Biolog Chem, 1988, 263(32)∶ 16709-16713.
[5]Born GV. Aggregation of blood platelets by adenosine diphosphate and its reversal[J]. Nature, 1962, 194(6)∶ 927-929.
[6]Mangin P, Ohlmarm P, Eckly A,et al. Tne P2Y1receptor plays an essential role in the platelet shape change induced by collagen when TXA2 formation is prevented[J]. Thromb Haemost, 2004,2(6)∶ 969-977.
[7]Wang Tr, Li K, Wei L. Role of vasodilator-stimulated phosphoprotein in the regulation of eytoskeletal[J]. Prog Physiol Sci, 2006, 37(1)∶ 27-30.
[8]Covic L, Gresser AL, Kuliopulos A. Biphasic kinetics of activation and signaling for PAR1 and PAR4 thrombin receptorsin platelets[J]. Biol Chem, 2000, 39(18)∶ 5458-5467.
[9]Wu CC, Wu SY, Liao CY,et al. The roles and mechanism of PAR4 and P2Y12/phosphatidy linositol 3-kinase pathway in maintaining thrombin-induced platelet aggregation[J]. Br Pharmacol, 2010, 161(3)∶ 643-658.
[10] Ziegler S, Maca T, Alt E,et al. Monitoring of antiplatelet therapy with the PFA-100 in peripheral angioplasty patients[J]. Platelets,2002, 13(8)∶ 493-497.
[11] Tan GM, Lam YY, Yan BP. Novel platelet ADP P2Y12 inhibitors in the treatment of acute coronary syndrome[J]. Cardiovasc Therap, 2012, 30(4)∶ 167-173.
[12] Shen SC, Chou XB. Progress in the research of new antiplatelet drugs[J]. J Chin Clinical Med, 2011, 18(2)∶ 266-268. [沈松萃,仇興標(biāo). 新型抗血小板藥物的研究進(jìn)展[J]. 中國臨床醫(yī)學(xué),2011, 18(2)∶ 266-268.]
[13] Huang L, Liu F, Li YZ. The pharmacological action and clinical application of a new oral Ⅹa factor inhibitor Lev Shaaban[J]. J Chin Pharmaceutical, 2010, 45(21)∶ 182-1684. [黃琳, 劉菲, 李玉珍. 新型口服Ⅹa因子抑制劑利伐沙班的藥理作用及臨床應(yīng)用[J]. 中國藥學(xué)雜志, 2010, 45(21)∶ 182-1684.]
[14] Alexander JH, Lopes RD, James S,et al. Apixaban with antiplatelet therapy after acute coronary syndrome[J]. N Engl J Med, 2011, 365(8)∶ 699-708.
[15] Mousa SA. Antiplatelet therapies∶ from aspirin to GPⅡb/Ⅲareceptor antagonists and beyond[J]. Drug Discov Today, 1999,4(12)∶ 522-561.
[16] Weber R, Weimar C, Diener HC. Medical prevention of stroke and stroke recurrence in patients with TIA and minor stroke[J].Expert Opin Pharmacother, 2009, 10(12)∶ 1883-1894.
[17] Zhu JB, Zhang JF. Ⅱb/Ⅲa platelet glycoprotein a receptor antagonist in acute coronary syndrome research progress[J].Chin J Cardiovasc Rehabil Med, 2015, 24(1)∶ 88-90. [朱建兵,張俊峰. 血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa 受體拮抗劑在急性冠脈綜合征應(yīng)用研究的進(jìn)展[J]. 心血管康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志, 2015, 24(1)∶88-90.]
[18] Komosa A, Lesiak M, Siniawski A,et al. Significance of antiplatelet therapy in emergency myocardial infarction treatment[J]. Postepy Kardiol Interwencyjnej, 2014, 10(1)∶ 32-39.
[19] Zhang LH, Wang YL, Li ZH. The structure, properties,production and application of carrageenan in the beverage industry[J]. J Anhui Agric Sci, 2008, 36(7)∶ 3042-3044. [張樂華, 王元蘭, 李忠海. 卡拉膠的結(jié)構(gòu)、性能、生產(chǎn)及其在飲料工業(yè)中的應(yīng)用[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, 36(7)∶ 3042-3044.]
[20] Si XX, Yuan ZQ, Qiu HY,et al. Research Progress on Extraction and separation of active constituents of seaweed[J]. Yanbian Univ (Soc Sci), 2011, 37(2)∶ 103-109. [司曉喜, 袁智泉, 邱賀媛, 等. 海藻有效成分的提取分離研究進(jìn)展[J]. 延邊大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2011, 37(2)∶ 103-109.]
[21] Qi B, Li LH, Zhang CH. Analysis and evaluation of nutritional components of Eucheuma[J]. Mod Food Sci Tech, 2005, 1(83)∶110-115. [戚勃, 李來好, 章超樺. 麒麟菜的營養(yǎng)成分分析及評(píng)價(jià)[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2005, 1(83)∶ 110-115.]
[22] Madsen EH, Saw J, Kristensen SR,et al. Longterm aspirin and clopidogrel response evaluated by light transmission aggregometry, VerifyNOW, and thrombelastography in patients undergoing percutaneous coronary intervention[J]. Clin Chem,2010, 56(5)∶ 839-847.
[23] Gurbel PA, Becker RC, Mann KG,et al. Platelet function monitoring in patients with coronary artery disease[J]. J Am Coll Cardiol, 2007, 50(19)∶ 1822-1834.
[24] Wei LB, Rong DM, Ji ZQ. Mechanism of caudal thrombosis in rats induced by carrageenan[J]. Chin J Integr Med Cardio, 2008,6(5)∶ 542-543. [魏陵博, 戎冬梅, 吉中強(qiáng). 角叉菜膠致大鼠尾部血栓形成的機(jī)制[J]. 中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志, 2008,6(5)∶ 542-543.]
[25] Li J, Li ZL, Cong YL. Research Progress on resistance mechanism of antiplatelet therapy[J]. Med J Chin PLA, 2010, 35(4)∶ 465-467. [李健, 李祖蘭, 從玉隆. 抗血小板治療藥物耐受機(jī)制的研究進(jìn)展[J]. 解放軍醫(yī)學(xué)雜志, 2010, 35(4)∶ 465-467.]