劉孟楠,羅 鋼,劉 平,劉佳利,劉 顏,周 華,楊思進(jìn)△
1 西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院心血管內(nèi)科,四川 瀘州646000;2 澳門(mén)科技大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院
動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)危害巨大,是誘發(fā)冠心病、心肌梗死、腦梗死等疾病的主要原因[1]。血脂代謝紊亂與AS的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切,在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究、流行病學(xué)研究及臨床試驗(yàn)中已達(dá)到共識(shí)[1]。近年來(lái)研究報(bào)道膽固醇結(jié)晶可作為內(nèi)源性信號(hào)分子激活NLRP3 炎癥小體,促進(jìn)炎癥因子的成熟與分泌,介導(dǎo)AS早期炎癥反應(yīng)[2],而核轉(zhuǎn)錄因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)磷酸化與NLRP3炎癥小體的激活關(guān)系密切,通過(guò)活化NFκB模式識(shí)別受體或細(xì)胞因子受體可啟動(dòng)NLRP3炎癥小體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[3],表明p-NF-κB、NLRP3炎癥小體參與了AS的發(fā)生和發(fā)展。
目前對(duì)于AS 及血脂紊亂的治療重點(diǎn)在于改善低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C),隨著他汀類藥物的廣泛應(yīng)用,血脂的調(diào)理更為科學(xué)有效,但AS 的危險(xiǎn)性仍然存在[4]。針對(duì)AS誘發(fā)的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病,楊思進(jìn)教授研發(fā)蛭龍活血通瘀膠囊“補(bǔ)氣通絡(luò),活血化瘀,化痰祛風(fēng)”,治療AS 類疾病中取得了較好效果,為補(bǔ)氣、活血、祛風(fēng)、化痰類中成藥改善血脂代謝及防治AS提供了策略[5]。本研究旨在探討蛭龍活血通瘀膠囊對(duì)高脂血癥頸動(dòng)脈粥樣硬化家兔血脂的影響及該藥物改善頸動(dòng)脈病變組織p-NF-κB及NLRP3的可能作用機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物清潔級(jí)新西蘭大白兔40 只,雌雄各半,體質(zhì)量(2.0±0.4)kg,由西南醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號(hào):SYXK(川)2018-065。飼養(yǎng)于西南醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心,光照每日12 h,室溫19~22℃,濕度40~60%飼養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)方案通過(guò)西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)院動(dòng)物倫理委員會(huì)審查。
1.2 藥品與試劑基礎(chǔ)飼料由西南醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供,高脂飼料配方(以下均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)):96%的普通飼料、2%的膽固醇、2%的豬油。蛭龍活血通瘀膠囊(西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)院制劑室提供,批準(zhǔn)文號(hào):川藥字Z20070528,規(guī)格:0.4 g×48 粒/瓶);阿托伐他?。ū本┘瘟炙帢I(yè)有限公司,國(guó)藥準(zhǔn)字H20093819,規(guī)格:20 mg×7片/盒);麗春紅、吐溫20、丙烯酰胺及BCA 蛋白濃度測(cè)定試劑盒、蛋白裂解液(RIPA)購(gòu)自碧云天生物技術(shù)研究所;Tris-Hcl、NaCl 購(gòu)自生工生物工程股份有限公司;0.45 μm PVDF 膜(Millipore,Schwalbach,Germany)、anti-p-NF-κB(貨號(hào):stj28018)購(gòu)自英國(guó)St John′s Laboratory;anti-NF-κB(貨 號(hào):arp38197_p050)、anti-NLRP3 antibody(貨號(hào):arp63297_p050)購(gòu)自美國(guó)Aviva Systems Biology公司。
1.3 實(shí)驗(yàn)儀器BS224 型電子天平(北京塞多利斯儀器系統(tǒng)有限公司);78-1 型磁力攪拌器(常州國(guó)華電器有限公司);3K15 型低溫高速離心機(jī)(Sigma公司);冷凍離心機(jī)(HettichMikro 200R);Berthold LB941微孔板式多功能酶標(biāo)儀(Berthold公司);MINI-PTET 型Western blotting 系統(tǒng)型號(hào);COMP SYS;10 W;1.0 MM、POWERPAC HC POWER SUPPLY、SEMI DRY BLOT APPARATUS(Bio-Rad 公司);Tanon 6600發(fā)光成像工作站(Tanon公司)。
1.4 造模方法參考武曉玲等[6]報(bào)道的使用高脂飼料加空氣干燥術(shù)建立頸動(dòng)脈粥樣硬化動(dòng)物模型。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物術(shù)前禁食12 h,不禁水,經(jīng)麻醉、頸部脫毛清潔消毒后,作頸部正中切皮,于甲狀軟骨上方水平分離左側(cè)頸總動(dòng)脈,長(zhǎng)約2.5 cm。血管兩端以動(dòng)脈夾阻斷血流,使用4.5 號(hào)頭皮針于血管縱軸方向穿刺進(jìn)入阻斷血管兩端,用生理鹽水沖洗置換出管腔內(nèi)血液,接流量為250 mL/min 的氣流干燥內(nèi)皮5 min,然后將夾閉的頸動(dòng)脈內(nèi)重新充滿生理鹽水并取下動(dòng)脈夾使頸動(dòng)脈恢復(fù)血供。濕潤(rùn)棉片輕輕壓迫穿刺點(diǎn)2~3 min止血??p合皮膚創(chuàng)口并包扎。術(shù)后肌肉注射慶大霉素預(yù)防感染,繼續(xù)高脂飼料喂養(yǎng)4 周建立兔頸動(dòng)脈粥樣硬化模型。
1.5 分組給藥方法家兔用普通飼料適應(yīng)性喂養(yǎng)1 周,按隨機(jī)數(shù)字表法分為正常組、模型組、蛭龍活血通瘀膠囊組、阿托伐他汀組、蛭龍活血通瘀膠囊+阿托伐他汀組。除正常組繼續(xù)基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng),其余各組均高脂飼料喂養(yǎng)外,手術(shù)后繼續(xù)高脂飼料喂養(yǎng)4 周。單籠喂飼,飲水不限,每日每只進(jìn)食150 g 飼料。蛭龍活血通瘀膠囊成人用量每日4.8 g,體質(zhì)量按60 kg 計(jì)算,換算為動(dòng)物高劑量為含生藥3.12 g/(kg·d),為成人用量6 倍。阿托伐他汀組0.51 mg/(kg·d),為臨床成人用量3 倍。灌胃體積均為4 mL/kg[7]。
1.6 樣品采集與血脂測(cè)定第4 周末動(dòng)物禁食不禁水12 h,采用空氣注射法處死家兔,股動(dòng)脈采血。血樣室溫自然凝固,4℃、離心半徑8 cm,3000 r/min 離心10 min,分離血清。采用全自動(dòng)生化儀檢測(cè)血清膽固醇(cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)以及LDL-C 水平;沿前期頸部造模處位置做一正中切口,暴露頸總動(dòng)脈,分離動(dòng)脈鞘及周邊組織,截取造模處頸動(dòng)脈組織約2 cm備用。
1.7 頸動(dòng)脈組織總蛋白提取和免疫印跡分析稱取頸動(dòng)脈組織約50 mg,用干凈的剪刀將組織塊剪碎;加400μL RIPA 裂解液于勻漿器中進(jìn)行勻漿,離心半徑8 cm,12 000 r/min 離心5 min,吸取上清,BCA 定量。SDS-PAGE 電泳分離蛋白,采用濕轉(zhuǎn)方法將蛋白轉(zhuǎn)至PVDF 膜上。5%脫脂奶粉封閉1 h,孵育相應(yīng)的一抗,4℃過(guò)夜,用TBST 洗膜3 次,每次10 min。然后將膜置于封閉袋中,加入適量適當(dāng)濃度的二抗,封閉袋口,室溫下孵育1 h。剪開(kāi)自封袋,用TBST洗膜3次,每次10 min。等體積混合化學(xué)發(fā)光試劑A液和B液,將膜蛋白面向下與此混合液充分接觸;5 min 后用Tanon 6600 發(fā)光成像工作站進(jìn)行檢測(cè),并使用Image Pro Plus 6.0 軟件分析光密度值,檢測(cè)p-NF-κB、NF-κB、NLRP3蛋白質(zhì)表達(dá)水平。
1.8 HE 染色分離1 cm 長(zhǎng)的頸動(dòng)脈組織,經(jīng)脫水、透明、浸蠟、包埋并制成4 μm 石蠟切片,石蠟切片脫蠟至水,切片入蘇木素染液染后,沖洗分化反藍(lán),經(jīng)伊紅染色后脫水封片。400 倍光鏡下觀察組織情況。
1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用GraphPad Prism 8.0 軟件分析數(shù)據(jù),計(jì)量資料以±s表示,采用單因素方差分析,組間多重比較方差齊采用LSD-t檢驗(yàn),方差不齊采用Dunnett’s T3 檢驗(yàn),P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 一般狀況家兔一般狀況良好,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各組家兔未出現(xiàn)厭食、消瘦、明顯不能耐受藥物等副作用表現(xiàn)及突發(fā)的急性死亡。各組家兔體質(zhì)量呈生理性增長(zhǎng),在第0、2、4 周組間比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。
表1 各組家兔不同時(shí)間體質(zhì)量比較(±s) kg
表1 各組家兔不同時(shí)間體質(zhì)量比較(±s) kg
2.2 血脂水平與正常組比較,模型組TC、TG、HDL-C、LDL-C 水平均升高(P<0.01),提示高脂血癥模型造模成功;各用藥組HDL-C 均有所升高,但組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與模型組比較,各給藥組TC、TG、LDL-C 水平均不同程度降低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);各給藥組TC、TG 水平下降(P<0.01),阿托伐他汀組及蛭龍活血通瘀膠囊+阿托伐他汀組LDL-C降低(P<0.01),蛭龍活血通瘀膠囊可一定程度上降低LDL-C,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與阿托伐他汀組相比,蛭龍活血通瘀膠囊+阿托伐他汀組降低TC的效果更明顯(P<0.01),蛭龍活血通瘀膠囊組及蛭龍活血通瘀膠囊+阿托伐他汀降低LDL-C 的作用較阿托伐他汀組更強(qiáng)(P<0.05);各給藥組及模型組間HDL-C 比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。
表2 各組家兔血脂水平比較(±s) mmol/L
表2 各組家兔血脂水平比較(±s) mmol/L
注:與正常組比較,##表示P<0.01;與模型組比較,**表示P<0.01;*表示P<0.05;與阿托伐他汀組比較,▲▲表示P<0.01,▲表示P<0.05
2.3 頸動(dòng)脈組織p-NF-κB、NLRP3 蛋白表達(dá)與模型組相比,蛭龍活血通瘀膠囊組、阿托伐他汀組和蛭龍活血通瘀膠囊+阿托伐他汀組p-NF-κB、NLRP3水平均下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);與蛭龍活血通瘀膠囊+阿托伐他汀組比較,蛭龍活血通瘀膠囊組p-NF-κB、NLRP3 水平升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),阿托伐他汀組p-NF-κB 水平高于蛭龍活血通瘀膠囊+阿托伐他汀組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)圖1。
圖1 頸動(dòng)脈組織p-NF-κB、NLRP3蛋白表達(dá)
2.4 頸動(dòng)脈形態(tài)學(xué)改變藥物干預(yù)4 周后,光鏡下正常組家兔頸動(dòng)脈內(nèi)皮完整,分界較清晰,內(nèi)膜光滑,平滑肌細(xì)胞完整,排列整齊;模型組頸動(dòng)脈內(nèi)大量脂質(zhì)沉積并有向管腔內(nèi)凸起的斑塊,中膜內(nèi)層出現(xiàn)斷裂,平滑肌細(xì)胞顯著增生,可見(jiàn)由大量泡沫細(xì)胞構(gòu)成的脂質(zhì)斑塊,斑塊內(nèi)有炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)并有變性壞死;治療后蛭龍活血通瘀膠囊組,阿托伐他汀組和蛭龍活血通瘀膠囊+阿托伐他汀組炎癥細(xì)胞減少,內(nèi)皮細(xì)胞增生腫脹并有脂肪細(xì)胞浸潤(rùn),中膜平滑肌細(xì)胞腫大增生、排列紊亂頸動(dòng)脈內(nèi)膜有粥樣斑塊沉積,其中蛭龍活血通瘀膠囊+阿托伐他汀組內(nèi)皮細(xì)胞下有脂質(zhì)沉積,其形態(tài)學(xué)變化接近于正常組。見(jiàn)圖2。
圖2 各組家兔頸動(dòng)脈病理變化(HE,×400)
本研究結(jié)果顯示,蛭龍活血通瘀膠囊可以降低高脂血癥頸動(dòng)脈粥樣硬化家兔TC、TG,降低頸動(dòng)脈病變組織NF-κB 的磷酸化及NLRP3 蛋白的表達(dá)。蛭龍活血通瘀膠囊是楊思進(jìn)教授在多年臨床經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的中藥復(fù)方制劑,由黃芪、桂枝、大血藤、水蛭、地龍等藥組成。該中藥復(fù)方制劑在治療腦卒中、冠心病、血栓性疾病等方面臨床反饋較好[5-7]。在蛭龍活血通瘀膠囊的前期研究中吳英等[8]證實(shí)該藥物可降低高脂血癥大鼠血脂水平。楊思進(jìn)等[9]在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)蛭龍活血通瘀膠囊可以降低家兔預(yù)動(dòng)脈NF-κB、ICAM-1 表達(dá),改善高血壓頸動(dòng)脈粥樣硬化模型家兔頸動(dòng)脈AS 病變。前期研究與本研究結(jié)果一致,表明蛭龍活血通瘀膠囊抗AS作用確切。
高脂血癥被認(rèn)為是AS 發(fā)生的主要危險(xiǎn)因素,脂質(zhì)浸潤(rùn)學(xué)說(shuō)認(rèn)為基于脂質(zhì)沉積而形成的斑塊是由于血液中脂質(zhì)水平過(guò)高從而滲透至血管內(nèi)膜造成,且有研究報(bào)道AS 的發(fā)生與TC 升高呈正相關(guān)[4]。AS 形成需要NLRP3 炎性小體的活化參與,膽固醇晶體通過(guò)激活NLRP3 炎性小體,促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞焦亡,進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙誘導(dǎo)AS 的發(fā)生[10-11]。NLRP3 炎癥小體的活化需要啟動(dòng)和激活雙重信號(hào)調(diào)控,NF-κB 介導(dǎo)了啟動(dòng)過(guò)程,磷酸化的NF-κB可上調(diào)NLRP3等相關(guān)炎性因子前體表達(dá),因此p-NF-κB 為NLRP3 活化提供物質(zhì)基礎(chǔ)[12]。通過(guò)抑制p-NF-κB 降低NLRP3 及相關(guān)炎性因子前體的表達(dá)從而抑制NLRP3炎癥小體的激活[13-14]。
本研究采用高脂飼料加空氣干燥術(shù)建立頸動(dòng)脈粥樣硬化動(dòng)物模型[9]。該造模方法成熟,成功率高,易于復(fù)制,可在較短時(shí)間誘發(fā)兔頸動(dòng)脈粥樣硬化并形成斑塊。阿托伐他汀是目前臨床常用的降血脂藥物,故本實(shí)驗(yàn)將其選為對(duì)照藥物[15-16]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示蛭龍活血通瘀膠囊可以降低高脂血癥頸動(dòng)脈粥樣硬化家兔TC、TG,抑制頸動(dòng)脈病變組織p-NF-κB、NLRP3 表達(dá),可以通過(guò)抑制平滑肌細(xì)胞增殖、抗血栓及對(duì)抗脂質(zhì)浸潤(rùn)的作用來(lái)抑制高脂血癥動(dòng)脈粥樣硬化動(dòng)物模型頸動(dòng)脈斑塊的形成,且蛭龍活血通瘀膠囊與阿托伐他汀聯(lián)合可提高療效。因此,蛭龍活血通瘀膠囊發(fā)揮抗AS 的作用機(jī)制可能是通過(guò)改善血脂、抑制NF-κB 的磷酸化及NLRP3 的表達(dá)實(shí)現(xiàn),但其確切機(jī)制尚待進(jìn)一步深入研究。