商丹丹,李 旭,郝 迪,王 蕾,劉 淑
(1.天津中醫(yī)藥大學(xué),天津 301617; 2.天津中新藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司達(dá)仁堂制藥廠,天津 300457; 3.天津市醫(yī)藥科學(xué)研究所,天津 300020)
心腎綜合征是心臟或腎臟由于急性或慢性功能障礙而導(dǎo)致另一器官急性或慢性功能損傷的臨床綜合征,多以難糾正的心力衰竭或腎功能衰竭為特點(diǎn)[1-2]。中醫(yī)認(rèn)為慢性心臟衰竭發(fā)展到終末期與心、腎兩臟關(guān)系最為緊密[3-4]。臨床研究顯示,從補(bǔ)氣溫陽(yáng)角度實(shí)現(xiàn)對(duì)患者的治療,從而能夠延緩疾病的發(fā)展進(jìn)程[5]。本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)性CRS 動(dòng)物模型作為研究對(duì)象,采用“益氣溫陽(yáng)、活血利水”法代表方參附強(qiáng)心丸作為受試藥物,求證了該藥調(diào)控心腎細(xì)胞自噬作用來(lái)延緩心腎共損疾病的發(fā)展進(jìn)程。
1.1 儀器 電子天平(BSA124S-CW Sartorius 公司,德國(guó)),移液槍(Eppendorf 公司,法國(guó)),微量加樣吸頭(北京中衫金橋生物有限公司),-80 ℃低溫冰箱(青島海爾),4 ℃低溫冰箱(青島海爾),高速離心機(jī)(Eppendorf公司,德國(guó)),電泳儀、凝膠玻璃板、固定夾、垂直電泳槽、轉(zhuǎn)移槽(北京六一儀器廠),轉(zhuǎn)移脫色搖床NMYC-60(泰州諾米醫(yī)療科技有限公司)。
1.2 藥品與試劑 參附強(qiáng)心丸(天津中新藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司達(dá)仁堂制藥廠,藥品規(guī)格:鋁塑薄膜袋,密封包裝,陰涼干燥貯藏,每袋裝2.7 g,批號(hào)7668002;大黃素和大黃分含量不得少于0.21 mg/g;有效期18 個(gè)月);雷帕霉素(1 g,源葉生物,批號(hào) H12J10J79598);大鼠血管 緊 張 素 轉(zhuǎn) 換 酶 ELISA 試 劑 盒(SAB,EK1009,9J281l);精氨酸加壓素 ELISA 試劑盒(SAB,EK2822,9J281l);甲 狀 腺 素 ELISA 試 劑 盒(SAB,EK1787,9J281l);細(xì)胞裂解液試劑盒(碧云天,產(chǎn)品編號(hào):P00138);BCA 蛋白濃度測(cè)定試劑盒(增強(qiáng)型,碧云天,產(chǎn)品編號(hào):P0010);5X 蛋白上樣緩沖液(碧云天,產(chǎn)品編號(hào):P0015);Western 一抗稀釋液(碧云天,產(chǎn)品編號(hào) :P0023A);Beclin -1 抗 體 (ABcloned, 批 號(hào)3507223001);MAPLC3B 抗體(SAB,批號(hào) 6N26);山羊抗兔抗體(博士德,批號(hào)201806);山羊抗鼠抗體(博士德,批號(hào)201806);超敏ECL 化學(xué)發(fā)光試劑盒(萬(wàn)類生物,批號(hào) 17122220)。
1.3 動(dòng)物 SD 種大鼠,60 只,雄性,體重 220~240 g,由北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供,試驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(京)2016-0006。購(gòu)入后動(dòng)物活動(dòng)正常,毛發(fā)柔順,飲食、飲水均正常。
2.1 造模、分組與給藥 采用腹主動(dòng)脈縮窄合并腎臟急性缺血再灌注損傷制備心腎綜合征大鼠模型[6]。大鼠經(jīng)戊巴比妥鈉腹腔注射45 mg/kg 麻醉后,行腹部正中切開(kāi),沿腹白線進(jìn)入腹腔,暴露分離左、右側(cè)腎蒂,阻斷結(jié)扎30 min 后,解除阻斷,恢復(fù)血流,造成急性缺血再灌注損傷。隨后暴露分離后腹膜,在左腎動(dòng)脈上方游離腹主動(dòng)脈。沿游離腹主動(dòng)脈長(zhǎng)軸置一折彎的7 號(hào)針頭,以3-0 的絲線繞腹主動(dòng)脈后與7 號(hào)針頭一起結(jié)扎,隨后立即抽出針頭,使腹主動(dòng)脈殘留直徑為0.7 mm 的殘腔,造成腹主動(dòng)脈狹窄。假手術(shù)組只分離肌肉、血管,但不縮窄。術(shù)后腹腔內(nèi)滴入青霉素預(yù)防感染,分層關(guān)閉腹腔。將造模后12 周將存活動(dòng)物按體重隨機(jī)分為5組,分別為假手術(shù)組(n=10)、模型對(duì)照組(n=10)、參附強(qiáng)心丸高劑量組(n=10;灌胃劑量為3.24 g/kg,相當(dāng)于臨床用量12 倍)、參附強(qiáng)心丸低劑量組(n=10;灌胃劑量為1.62 g/kg,相當(dāng)于臨床用量6 倍)和雷帕霉素組(n=10;灌胃劑量為2 mg/kg)。灌胃體積10 ml/kg,假手術(shù)組和模型組灌胃同體積飲用水。所有組別均從手術(shù)后8 周開(kāi)始給藥,1 次/d,持續(xù)4 周。參附強(qiáng)心丸和雷帕霉素均采用純凈水進(jìn)行配制,每天配制1 次。
2.2 指標(biāo)檢測(cè)
2.2.1 血清中血管緊張素、甲狀腺激素及精氨酸加壓素測(cè)定的影響 于末次給藥24 h 后大鼠經(jīng)麻醉,腹主動(dòng)脈取血,于3 500 r/min 離心10 min 后,取血清測(cè)定血管緊張素、甲狀腺激素及精氨酸加壓素的含量。
2.2.2 心室及腎臟重量指數(shù)的影響 取血完成后,分別將大鼠心臟及左腎臟取出,分離心室,稱量心室濕質(zhì)量、全心濕質(zhì)量、左腎臟濕質(zhì)量,計(jì)算心室指數(shù)、全心指數(shù)、左側(cè)腎臟指數(shù)。計(jì)算公式如下:心室指數(shù)=心室肌濕重/體質(zhì)量×100%,全心指數(shù)=全心肌濕重/體質(zhì)量×100%,左腎指數(shù)=左腎臟濕重/體質(zhì)量×100%。
2.2.3 心臟、腎臟LC3 和Beclin-1 蛋白的表達(dá) 取血完成后,分別將大鼠心臟及左腎臟取出,分離心室和左腎,切半,一半凍存于-80 ℃冰箱中,待測(cè)備用,采用蛋白質(zhì)印跡法(western blotting)進(jìn)行測(cè)定。具體步驟:提取心室和左腎的總蛋白,BCA 法測(cè)定蛋白濃度,加入細(xì)胞裂解液和蛋白酶抑制劑,充分勻漿,取上清液加入緩沖液,加熱。取等量蛋白進(jìn)行電泳,轉(zhuǎn)移蛋白至硝酸纖維素膜,7% 脫脂奶粉封閉后,一抗4 ℃孵育過(guò)夜,洗滌,加入相應(yīng)的辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記的二抗,孵育1 h,洗滌,加入增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光(ECL)試劑,顯影,定影,分析條帶光密度值。以目的條帶與內(nèi)參β-action 條帶的光密度值的比值作為衡量參數(shù),分析LC3 和Beclin-1 蛋白的表達(dá)量[7]。
2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 用SPSS 17.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以±s 表示。假手術(shù)組和模型對(duì)照組比較采用t 檢驗(yàn),模型對(duì)照組與給藥各組之間比較采用方差分析,P<0.05 表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
3.1 血清中血管緊張素、甲狀腺激素及精氨酸加壓素測(cè)定結(jié)果 與假手術(shù)組比較,模型對(duì)照組大鼠血清中血管緊張素(ACE)水平顯著增加,甲狀腺激素(fT3)及精氨酸加壓素(AVP)水平顯著降低(P<0.01)。與模型對(duì)照組比較,參附強(qiáng)心丸高劑量組大鼠血清中激素水平均明顯改善(P<0.05,P<0.01,P<0.01)。見(jiàn)表1。
表1 各組大鼠血清血管緊張素、甲狀腺素和精氨酸加壓素含量測(cè)定結(jié)果(±s)
表1 各組大鼠血清血管緊張素、甲狀腺素和精氨酸加壓素含量測(cè)定結(jié)果(±s)
與假手術(shù)組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01
組別 只數(shù) ACE(ng/ml) fT3(pg/ml) AVP(pg/ml)假手術(shù) 10 0.086±0.020 2.214±1.114 2 532.468±1 442.549模型對(duì)照 7 0.432±0.184** 0.743±0.322** 517.236±203.246**參附強(qiáng)心丸高劑量 8 0.214±0.043# 1.871±0.386## 2 183.680±1 481.680##參附強(qiáng)心丸低劑量 8 0.280±0.080 1.415±0.439 1 665.222±1 157.243雷帕霉素(RP) 8 0.285±0.126 1.153±0.484 1 442.334±1 263.106
3.2 各組動(dòng)物心臟及腎臟重量指數(shù) 與假手術(shù)組比較,模型對(duì)照組大鼠全心指數(shù)和左腎指數(shù)均顯著增加(P<0.05),說(shuō)明該模型方法對(duì)心腎組織病理的發(fā)生進(jìn)程均有影響。與模型對(duì)照組比較,參附強(qiáng)心丸高劑量組大鼠全心指數(shù)和左腎指數(shù)均降低顯著(P<0.01,P<0.05),說(shuō)明給藥后可明顯改善心肌肥厚,腎臟腫大的狀態(tài)。見(jiàn)表2。
3.3 心臟、腎臟LC3 和Beclin-1 蛋白的表達(dá) 與假手術(shù)組(Sham)比較,模型對(duì)照組(model)心腎組織中LC3的表達(dá)均明顯升高(P<0.05),給予參附強(qiáng)心丸高劑量組后,心腎組織中LC3 的表達(dá)出現(xiàn)明顯下調(diào)(P<0.05)。而對(duì)于Beclin-1 的表達(dá),心腎組織中的表達(dá)明顯不同,模型對(duì)照組心臟中的Beclin-1 表達(dá)較假手術(shù)組明顯上調(diào)(P<0.05),而腎臟中的 Beclin-1 的表達(dá)明顯下調(diào)(P<0.05),說(shuō)明在心腎同病的病理狀態(tài)下,Beclin-1 的調(diào)控在兩種組織中有所不同。給予參附強(qiáng)心丸高劑量(SFQX-H)組后,Beclin-1 的表達(dá)與假手術(shù)組相近,與模型對(duì)照組具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。數(shù)據(jù)見(jiàn)圖1。
表2 各組大鼠心臟腎臟組織重量指數(shù)結(jié)果(±s)
表2 各組大鼠心臟腎臟組織重量指數(shù)結(jié)果(±s)
與假手術(shù)組比較,*P<0.05,**P<0.01;與模型組比較,#P<0.05,##P<0.01
組別 只數(shù) 心臟指數(shù)(g/100 g) 腎臟指數(shù)(g/100 g)假手術(shù) 10 0.247±0.537 0.268±0.066模型對(duì)照 7 0.430±0.089** 0.341±0.034*參附強(qiáng)心丸高劑量 8 0.299±0.022## 0.268±0.022#參附強(qiáng)心丸低劑量 8 0.346±0.020# 0.310±0.042雷帕霉素(RP) 8 0.352±0.051# 0.323±0.070
圖1 各組大鼠心臟、腎臟LC3、Beclin-1 蛋白的表達(dá)結(jié)果
心腎綜合征是心臟和腎臟由于一種器官急性或慢性功能不全而導(dǎo)致另一器官急性或慢性功能損害的臨床綜合征,以尿量顯著減少、頑固性水腫、喘憋不能平臥等為主要臨床表現(xiàn),多以難糾正的心力衰竭或腎衰竭為其主要特點(diǎn)[8]。參附強(qiáng)心丸是天津中新藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司達(dá)仁堂制藥廠研制的國(guó)家中藥保護(hù)品種,具有益氣助陽(yáng),強(qiáng)心利水功效,臨床用于慢性心力衰竭,屬心腎陽(yáng)衰者治療藥物[9-10]。本實(shí)驗(yàn)旨在闡明“益氣溫陽(yáng),活血利水”治法對(duì)心腎共損后治療機(jī)制與調(diào)控心腎組織細(xì)胞自噬通路有關(guān)。并為CRS 臨床用藥提供了重要的藥理學(xué)參考。
研究表明,肌體組織受到損傷后,會(huì)通過(guò)激活自噬或者凋亡來(lái)維持內(nèi)環(huán)境的氧化還原穩(wěn)態(tài)[11]。細(xì)胞中的雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是調(diào)節(jié)自噬的關(guān)鍵因子[12]。mTOR 的活化狀態(tài)抑制細(xì)胞的自噬作用。Beclin-1 也是近年發(fā)現(xiàn)參與自噬調(diào)控的蛋白之一[13-15],Beclin-1 表達(dá)的增加被認(rèn)為是一種應(yīng)激反應(yīng),其作為自噬表達(dá)產(chǎn)物的變化反映了細(xì)胞代謝的異常,Beclin-1 也成為人工干預(yù)自噬活性的靶點(diǎn)之一。本研究采用參附強(qiáng)心丸對(duì)實(shí)驗(yàn)性心腎綜合征大鼠模型進(jìn)行了調(diào)控細(xì)胞自噬作用機(jī)制的探討,結(jié)果發(fā)現(xiàn),該藥明顯改善模型大鼠心腎組織中自噬相關(guān)因子LC3 和自噬基因Beclin-1 的表達(dá),這也進(jìn)一步詮釋參附強(qiáng)心丸在治療心腎共損疾病中的作用機(jī)制,明確揭示了“益氣溫陽(yáng)、活血利水”的方藥能通過(guò)調(diào)控細(xì)胞自噬以達(dá)到抑制心腎衰竭的作用。這為參附強(qiáng)心丸調(diào)控心腎組織細(xì)胞自噬作用治療機(jī)制提供了基礎(chǔ)研究的數(shù)據(jù)支持。