曾 光,胡俊晟,黃 榮,黃 毅,金永志,李夢(mèng)帆
(上海市普陀區(qū)中心醫(yī)院,上海 200062)
急性肺栓塞(acute pulmonary embolism,APE)是機(jī)體凝血-纖溶平衡失調(diào)導(dǎo)致血栓形成并堵塞肺動(dòng)脈主干或分支引起的嚴(yán)重呼吸循環(huán)障礙的病理生理綜合征[1],該病具有較高的發(fā)病率與致死率,嚴(yán)重威脅患者的生命健康。有研究指出APE發(fā)生時(shí),血栓會(huì)對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞造成機(jī)械性損傷并誘發(fā)炎癥反應(yīng)[2]。炎癥反應(yīng)發(fā)生時(shí),靜息狀態(tài)的核因子-κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)被激活并參與調(diào)控多種病理及生理過(guò)程。CX3CL1是CX3C的家族成員,CX3CR1是它的特應(yīng)性受體,APE發(fā)生時(shí)其能加速炎癥因子滲出從而擴(kuò)大炎癥反應(yīng)[3]。當(dāng)前,APE的臨床治療以抗凝治療為主。丹參多酚酸鹽是從丹參中提取的具有行血通脈、活血化瘀之效的制劑,其主要成分是丹乙酸鎂,具有抗血小板聚集的效果[4]。本次研究通過(guò)設(shè)計(jì)APE大鼠模型,觀察丹參多酚酸鹽對(duì)APE大鼠肺損傷的保護(hù)作用,并分析其對(duì)大鼠肺組織CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)的影響,探討其可能的作用機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物3個(gè)月齡SPF級(jí)健康雄性SD大鼠60只,體質(zhì)量(200±20)g,購(gòu)自安徽醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,合格證號(hào):0001507。在室溫22~24℃,相對(duì)濕度45%~55%環(huán)境中適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d,期間自由進(jìn)食飲水,12 h交替光照,處理方法遵守動(dòng)物倫理原則,倫理審核編號(hào):20181030c0241114[280]。
1.2 藥物與試劑 丹參多酚酸鹽(上海綠谷生命園醫(yī)藥有限公司,國(guó)藥準(zhǔn)字Z20050246,批號(hào):190827);免疫組化試劑(香港Abcam,批號(hào):146897);SP免疫組化染色試劑盒(福州邁新生物技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司,批號(hào):mx154026);蛋白印跡相關(guān)試劑(美國(guó)Beyotime Biotechnology,批號(hào):A44585);腫瘤壞死因子-α(TNF-α)ELISA試劑盒(貨號(hào):JKSJ-1857)、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)ELISA試劑盒[貨號(hào):JK-(a)-1438]、白細(xì)胞介素-8(IL-8)ELISA試劑盒[貨號(hào):JK-(a)-1002](上海晶抗生物工程有限公司)。
1.3 主要儀器RM2235型石蠟切片機(jī)(Leica公司);HZQF160型電恒溫培養(yǎng)箱(上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司);NP-B型生物組織包埋機(jī)(Leica公司);Universal HoodⅢ型凝膠成像系統(tǒng)(Bio-Rad公司)。
1.4 造模與分組 采用隨機(jī)數(shù)字表法將60只SD雄性大鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組、假手術(shù)組、模型組、丹參多酚酸鹽組,每組15只。模型組與丹參多酚酸鹽組大鼠采用自體血栓法復(fù)制APE大鼠模型[5],造模前4 h,采集大鼠0.2 mL自體眼眶靜脈血置于無(wú)菌試管中,凝固4 h后將其分割成2 mm2血栓與0.5 mL生理鹽水混合制備成血栓混懸液(15~20個(gè)血栓)。采用水合氯醛將大鼠麻醉,自大鼠右頸總靜脈快速注入血栓混懸液。正常對(duì)照組大鼠不接受任何干預(yù)措施,假手術(shù)組則自大鼠右頸總靜脈注入0.5 mL生理鹽水。大鼠出現(xiàn)呼吸加深加快、發(fā)紺等癥狀表示建模成功。
1.5 實(shí)驗(yàn)給藥 造模前1天與造模前40 min對(duì)各組大鼠進(jìn)行藥物灌胃,參照人與動(dòng)物等效劑量換算,丹參多酚酸鹽組按照10 mg/kg劑量灌胃丹參多酚酸鹽(濃度為10 mg/mL)2 mL,其余各組大鼠采用等量生理鹽水灌胃,1次/d。實(shí)驗(yàn)期間各組大鼠均自由進(jìn)食飲水。毒理試驗(yàn)表明[6],320 mg/kg劑量可引起B(yǎng)eagle犬注射部位血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷,腎小管上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞含棕黃色藥樣物,本次研究使用劑量在安全范圍內(nèi)。
1.6 觀察指標(biāo)
1.6.1 HE法觀察各組大鼠肺組織病理變化情況 取出肺組織,采用10%甲醛固定石蠟包埋制備成4 μm的切片在65℃恒溫箱中6~12 h,蘇木素-伊紅(hematoxylin-eosin staining,HE)染色鏡檢,觀察各組大鼠肺組織病理變化情況。
1.6.2 ELISA檢測(cè)大鼠血清炎癥因子表達(dá)水平 栓塞4 h、72 h后,分別從各組隨機(jī)取6只大鼠,水合氯醛麻醉后采用頸部脫臼法處死大鼠,采集各組大鼠血液樣本,3000r/min離心15min,取上清液,采用ELISA檢測(cè)炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-8表達(dá)水平,嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)執(zhí)行各項(xiàng)操作。
1.6.3 免疫組化法檢測(cè)大鼠肺組織CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)情況 石蠟切片脫蠟至水,加入3% H2O2在37℃條件下孵育10 min,消除內(nèi)源性過(guò)氧化物酶活性。采用蒸餾水清洗切片并在PBS中浸泡5 min×3次,將切片置于0.01 mol/L枸櫞酸緩沖液中進(jìn)行抗原修復(fù)。磷酸緩沖鹽溶液(PBS)沖洗5 min×3次,采用5%~10%正常山羊血清進(jìn)行封閉,室溫條件下孵育10 min,棄血清,加入一抗之后在4℃冰箱內(nèi)過(guò)夜。室溫靜置30 min,PBS沖洗5 min×3次,加入適量二抗37℃孵育30 min。沖洗5 min×3次,加入適量堿性磷酸酶或辣根酶標(biāo)記的鏈霉卵白素工作液PBS 37℃孵育30 min。沖洗5 min×3次,加入顯色劑顯色15 min,自來(lái)水充分沖洗后蘇木素復(fù)染,脫水、干燥、透明、封片。光學(xué)顯微鏡鏡檢,每張切片選取3個(gè)不重疊視野,每只大鼠取4張肺片進(jìn)行陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù),獲得的平均值作為大鼠CX3CR1、NF-κB陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù)結(jié)果。
1.6.4 Western blotting法檢測(cè)大鼠肺組織CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)情況 取大鼠肺組織加入200 μL RIPA緩沖液稀釋?zhuān)靹蚝蟊戏胖?0 min,4℃,10 000 r/min離心15 min,取上清液作為樣品。取50 μL樣品加入上樣孔,電泳后轉(zhuǎn)印至硝酸纖維素膜。TBS封閉過(guò)夜,次日TBS洗膜,加入1∶400一抗室溫孵育12 h,加入(1∶2 000)二抗室溫孵育2 h,清洗后采用凝膠成像分析軟件分析檢測(cè)電泳條帶的灰度值。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計(jì)量資料以(s)表示,數(shù)據(jù)進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn),組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 大鼠肺組織病理變化情況 栓塞4 h,大鼠肺組織病理變化主要表現(xiàn)為輕中度水腫、出血,伴有肺泡壁增厚、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)等,未發(fā)生明顯細(xì)胞壞死。正常對(duì)照組大鼠肺泡結(jié)構(gòu)正常,血管內(nèi)無(wú)血栓,未見(jiàn)明顯炎癥細(xì)胞浸潤(rùn);假手術(shù)組大鼠與正常對(duì)照組情況相似,但肺間質(zhì)間表現(xiàn)出少量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn);模型組大鼠肺組織可見(jiàn)凝血血栓,肺泡腫脹增厚,血管周?chē)霈F(xiàn)大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn);丹參多酚酸鹽組大鼠肺組織血栓減少,炎癥癥狀減輕。
栓塞72 h,正常對(duì)照組大鼠肺組織與4 h時(shí)無(wú)明顯差異;假手術(shù)組大鼠出現(xiàn)輕度肺泡壁水腫;模型組大鼠肺組織病理變化主要表現(xiàn)為明顯的肺泡壁充血,伴肺氣腫,輕、中度單核巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞浸潤(rùn),肺泡腔內(nèi)有水腫液,壞死區(qū)支氣管上皮折疊與管壁分離,壞死區(qū)出血;丹參多酚酸鹽組大鼠肺組織結(jié)構(gòu)與正常對(duì)照組、假手術(shù)組相似,病理變化主要表現(xiàn)為輕、中度肺泡壁水腫,伴有少量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。(見(jiàn)圖1)
圖1 各組大鼠肺組織病理變化(HE,×200)
2.2 各組大鼠不同時(shí)期血清炎癥因子水平比較 假手術(shù)組大鼠在各時(shí)間點(diǎn)血清TNF-α、IL-1β、IL-8水平與正常對(duì)照組比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。栓塞4 h,模型組大鼠血清TNF-α、IL-8水平明顯高于正常對(duì)照組(P<0.05);4組大鼠血清IL-1β水平比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);丹參多酚酸鹽組大鼠血清IL-8水平明顯低于模型組(P<0.05)。
栓塞72h,模型組大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-8水平均明顯高于正常對(duì)照組(P<0.05);丹參多酚酸鹽組大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-8水平均明顯低于模型組(P<0.05);模型組大鼠栓塞72 h血清TNF-α、IL-8含量明顯高于栓塞4 h(P<0.05)。(見(jiàn)表1)
表1 各組大鼠不同時(shí)期血清炎癥因子水平比較(x±s,ng/L)
2.3 各組大鼠肺組織CX3CR1、NF-κB陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù)比較 栓塞4 h、72 h后,假手術(shù)組大鼠肺組織CX3CR1、NF-κB陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)與正常對(duì)照組比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);模型組大鼠肺組織CX3CR1、NF-κB陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)均明顯多于正常對(duì)照組(P<0.05);丹參多酚酸鹽組大鼠肺組織CX3CR1、NF-κB陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)明顯少于模型組(P<0.05)。模型組大鼠栓塞72 h肺組織NF-κB陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)明顯少于栓塞4h(P<0.05)。(見(jiàn)表2、圖2~3)
表2 各組大鼠肺組織CX3CR1、NF-κB陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù)比較±s,個(gè))
表2 各組大鼠肺組織CX3CR1、NF-κB陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù)比較±s,個(gè))
注:與正常對(duì)照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與栓塞4 h比較,cP<0.05
CX3CR1 NF-κB 4 h 72 h 4 h 72 h正常對(duì)照組 6 - 11.79±4.68 10.52±3.54 15.63±4.72 15.81±4.88假手術(shù)組 6 - 10.87±4.62 11.76±5.08 18.57±5.63 15.47±4.56模型組 6 - 20.94±4.73a 20.36±5.42a 51.74±8.92a 31.97±6.85ac丹參多酚酸鹽組 6 10 13.17±4.39b 14.62±6.03b 21.74±4.92b 18.17±4.59b組別 動(dòng)物數(shù)(只)給藥劑量(mg/kg)
2.4 各組大鼠肺組織CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)水平比較 假手術(shù)組大鼠各時(shí)間點(diǎn)肺組織CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)水平與正常對(duì)照組比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。栓塞4 h、72 h后,模型組大鼠CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)水平明顯高于正常對(duì)照組(P<0.05);丹參多酚酸鹽組大鼠CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)水平明顯低于模型組(P<0.05)。模型組、丹參多酚酸鹽組大鼠栓塞72 h肺組織CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)水平均明顯低于栓塞4 h(P<0.05)。(圖4~5、見(jiàn)表3)
圖4 各組大鼠肺組織CX3CR1蛋白表達(dá)電泳圖
圖5 各組大鼠肺組織NF-κB蛋白表達(dá)電泳圖
表3 各組大鼠肺組織CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)水平比較
表3 各組大鼠肺組織CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)水平比較
注:與正常對(duì)照組比較,aP<0.05;與模型組比較,bP<0.05;與栓塞4 h比較,cP<0.05
CX3CR1 NF-κB 4 h 72 h 4 h 72 h正常對(duì)照組 6 - 0.96±0.03 0.97±0.02 0.98±0.03 0.99±0.01假手術(shù)組 6 - 0.98±0.02 0.99±0.01 0.99±0.02 0.98±0.02模型組 6 - 1.74±0.08a 1.42±0.07a c 1.81±0.09a 1.47±0.08a c丹參多酚酸鹽組6 10 1.48±0.07b 1.28±0.07b c 1.39±0.07b 1.08±0.06b c組別 動(dòng)物數(shù)(只)給藥劑量(mg/kg)
圖3 各組大鼠肺組織NF-κB蛋白表達(dá)情況比較(免疫組化,×100)
2014年歐洲心臟病學(xué)會(huì)指出[7],APE是靜脈血栓栓塞癥最嚴(yán)重的表現(xiàn)。其主要致病機(jī)制包括血液高凝、血管內(nèi)皮損傷等[8]。王清鶴等[9]通過(guò)對(duì)比肺腺癌合并肺栓塞、單純肺腺癌、單純肺栓塞與健康志愿者發(fā)現(xiàn),炎癥反應(yīng)、NF-κB信號(hào)通路、補(bǔ)體反應(yīng)等均參與到疾病病理過(guò)程中。APE病理過(guò)程中,血管內(nèi)皮細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板間的黏附作用促進(jìn)了血栓形成,血栓形成后對(duì)肺動(dòng)脈造成阻塞引起呼吸、循環(huán)功能障礙,同時(shí)產(chǎn)生大量炎癥細(xì)胞,不斷加重APE病理程度。CX3CL1是趨化因子CX3C家族中的唯一成員,其具有細(xì)胞黏附分子與趨化蛋白的功能,可以募集中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞,在內(nèi)皮細(xì)胞損傷過(guò)程中發(fā)揮重要作用[10]。SUKKAR M B[11]等研究指出,CX3CL1在慢性阻塞性肺疾病、支氣管哮喘等疾病中起了到趨化T淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞與細(xì)胞黏附分子的作用,能夠與特應(yīng)性受體CX3CR1相結(jié)合促使血管內(nèi)皮細(xì)胞與炎癥細(xì)胞相黏附,并參與血管炎的病理過(guò)程。CX3CL1和CX3CR1廣泛分布于機(jī)體各處,因此在許多慢性炎癥疾病中均可發(fā)現(xiàn)CX3CL1、CX3CR1表達(dá)水平明顯上調(diào)。此外,APE發(fā)生時(shí)會(huì)對(duì)NF-κB產(chǎn)生刺激作用,使其從靜息狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ顮顟B(tài),并對(duì)APE病理生理過(guò)程的相關(guān)基因進(jìn)行調(diào)控,釋放TNF-α、IL-1β、IL-8等炎癥因子,放大并持續(xù)炎癥反應(yīng)。由于NF-κB廣泛存在于各類(lèi)細(xì)胞中,因此APE發(fā)生時(shí)其表達(dá)水平也會(huì)明顯上調(diào)。
當(dāng)前,APE的主要治療方法為抗凝溶栓治療,但西醫(yī)治療存在大出血的風(fēng)險(xiǎn)。中醫(yī)治療肺系疾病多注重化痰活血藥物的應(yīng)用,相對(duì)于單純的西醫(yī)治療,中醫(yī)治療APE通??梢詼p輕患者治療過(guò)程中的藥物不良反應(yīng)。有研究指出[12-14],清熱解毒扶正顆粒、二陳湯、止咳定喘湯等補(bǔ)氣化痰方均能有效抑制NF-κB活性,為APE的防治工作提供了新思路。中醫(yī)學(xué)將APE歸于“痰飲”“喘證”“胸痹”等范疇,認(rèn)為其病機(jī)在于痰濁、血瘀、氣虛,祛瘀、補(bǔ)氣、化痰是APE的主要治療原則[15]。丹參具有通脈、活血、化瘀的功效,丹參多酚酸鹽從是丹參中提取的有效成分。有研究[16-17]表明丹參多酚酸鹽含有丹參乙酸鎂,可以抑制機(jī)體炎癥反應(yīng),保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞,并起到抗細(xì)胞凋亡、抗炎、抑制氧化應(yīng)激、改善微循環(huán)等功效。我們推測(cè)丹參多酚酸鹽可以對(duì)APE大鼠肺組織起到一定的保護(hù)作用,其具體作用機(jī)制可能與抑制APE大鼠肺組織炎癥反應(yīng)、CX3CR1表達(dá)水平與NF-κB信號(hào)通路有關(guān)。故設(shè)計(jì)動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)制APE大鼠模型驗(yàn)證以上猜想。
APE大鼠肺組織HE染色結(jié)果表明,APE大鼠肺組織主要的病理變化為肺泡壁血管充血、輕度擴(kuò)張,并伴有輕、中度水腫,可見(jiàn)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。栓塞4 h后各組大鼠肺組織HE染色結(jié)果表明,丹參多酚酸鹽組大鼠肺損傷程度減輕,但相對(duì)模型組僅略有緩解,效果并不明顯。栓塞72 h后,APE大鼠肺組織主要病理改變?yōu)榉闻荼谘艹溲⒏叨葦U(kuò)張,伴有肺出血與肺泡壁壞死。此時(shí)與模型組比較,丹參多酚酸鹽組大鼠肺損傷程度明顯減輕,提示丹參多酚酸鹽可以有效緩解APE帶來(lái)的肺組織病理?yè)p害,對(duì)肺組織具有一定的保護(hù)作用。柴海強(qiáng)[18]發(fā)現(xiàn)丹紅注射液聯(lián)合利伐沙班可以有效改善APE患者的凝血功能與微循環(huán),認(rèn)為與丹紅注射液活血化瘀功效有關(guān)。研究[19-20]表明丹參多酚酸鹽具有降低血清TNF-α、IL-8水平,減少血管內(nèi)皮損傷的功效??梢灶A(yù)見(jiàn)丹參多酚酸鹽不僅可以活血化瘀,緩解APE病理癥狀,同時(shí)可以起到抗炎功效,改善肺循環(huán)。本研究表明栓塞72 h,丹參多酚酸鹽組大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-8水平均低于模型組(P<0.05),提示丹參多酚酸鹽減輕了APE大鼠機(jī)體炎癥反應(yīng),與以上研究結(jié)果相似。我們猜想丹參多酚酸鹽可以通過(guò)減輕機(jī)體炎癥反應(yīng),從而抑制NF-κB信號(hào)通路激活與CX3CR1表達(dá),避免進(jìn)一步的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)與血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷。免疫組化與蛋白印跡結(jié)果表明,模型組大鼠CX3CR1、NF-κB呈高表達(dá),陽(yáng)性細(xì)胞計(jì)數(shù)及蛋白表達(dá)水平明顯高于其余各組(P<0.05)。栓塞4 h后,丹參多酚酸鹽組大鼠CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)水平均低于模型組,但仍高于正常對(duì)照組與假手術(shù)組,栓塞72 h后,丹參多酚酸鹽組大鼠CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)水平與正常對(duì)照組與假手術(shù)組相近,提示丹參多酚酸鹽可以下調(diào)大鼠CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá)水平,從而起到保護(hù)大鼠肺組織,減輕APE損傷的效果。根據(jù)以上研究結(jié)果,我們推測(cè)APE發(fā)生后,內(nèi)源性或外源性血栓進(jìn)入肺動(dòng)脈內(nèi)造成呼吸循環(huán)系統(tǒng)障礙并引起血管內(nèi)皮細(xì)胞缺氧缺血與機(jī)械性損傷,激活NF-κB信號(hào)通路并上調(diào)CX3CL1、CX3CR1表達(dá)水平,促使TNF-α、IL-1β、IL-8等炎癥因子分泌與釋放,從而擴(kuò)大炎癥反應(yīng)加重肺組織損傷。丹參多酚酸鹽可以下調(diào)CX3CR1表達(dá)水平,抑制NF-κB信號(hào)通路活化,破壞炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),從而改善APE的病理過(guò)程。
綜上所述,丹參多酚酸鹽能夠減輕APE大鼠肺組織損傷,可能與抑制肺組織中CX3CR1、NF-κB蛋白表達(dá),減輕機(jī)體炎癥反應(yīng)水平有關(guān)。