心肌細(xì)胞凋亡是近年國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn),在許多心血管疾病如心肌梗塞、心臟猝死等的發(fā)生發(fā)展中,心肌細(xì)胞凋亡可能是重要的參與機(jī)制之一。近年研究認(rèn)為ISO可誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡的發(fā)生,但其機(jī)制不明。肉蔻五味丸是具有民族特色的傳統(tǒng)復(fù)方制劑,由廣棗、木香、土木香、篳茇、肉豆蔻組成。本實(shí)驗(yàn)采用大劑量ISO誘導(dǎo)的大鼠心肌梗死為模型,通過(guò)與卡托普利的對(duì)照研究,觀察肉蔻五味丸是否具有治療心肌梗死的作用,并從分子水平探討肉蔻五味丸治療心肌梗死損傷的作用機(jī)制。
1 材料
1.1 動(dòng)物:雄性SD 大鼠66 只,體重(200±20)g ,由杭州省動(dòng)物中心提供。合格證號(hào)SCXK浙2003-0001。
1.2 藥品:鹽酸異丙基腎上腺素注射液(ISO):上海禾風(fēng)制藥有限公司生產(chǎn),批號(hào):H31021344;卡托普利:安徽蕪湖市博英制藥有限公司,批號(hào):H34023645;蒙藥肉蔻五味丸:內(nèi)蒙古烏蘭浩特市中蒙制藥有限公司,批號(hào):Z15021785。
1.3 試劑:細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒,編號(hào):MK1020,武漢博士德公司產(chǎn)品。CoCl2•6H2O 試劑,上海生工生物工程有限公司產(chǎn)品。
1.4 儀器:多導(dǎo)電生理記錄儀ML785 SP9612POWERLAB/ 8SPADI(澳大利亞); 病理圖象分析系統(tǒng)OLYMPUS CX40LOGENE- I PAS9000;DU640 紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)(美國(guó)貝克曼公司)。
2 方法
2.1 動(dòng)物分組:將66 只雄性SD大鼠隨機(jī)分為6 組,正常組6只,模型組12 只,卡托普利治療組12只,肉蔻五味丸低劑量治療組12只,肉蔻五味丸中劑量治療組12只,肉蔻五味丸高劑量治療組12 只。
2.2 模型制備及取材:模型組和治療組大鼠皮下注射IS010mg/kg,連續(xù)3 天。并以注射IS0 第3 天后心電圖的改變來(lái)判斷模型成立?ㄍ衅绽M和肉蔻五味丸組在注射IS0 第3 次后12 小時(shí)開(kāi)始分別給予卡托普利50mg/ kg ,低劑量肉蔻五味丸0.2g/ kg ,中劑量肉蔻五味丸0.5g/ kg ,高劑量肉蔻五味丸1g/ kg 灌胃,模型組與正常組則灌胃等體積的生理鹽水,1天1次,至各實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)。各組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在開(kāi)始灌胃后3d、7d相應(yīng)時(shí)段用3 % 戊巴比妥鈉50mg/ kg 腹腔麻醉后分別處死6只,正常對(duì)照組于第7 天全部處死。心臟取血做IMA,心臟標(biāo)本用4 %甲醛固定24h,做4μm 厚的石蠟連續(xù)切片,分別做HE 和TUNEL 染色。
2.3 IMA 檢測(cè):根據(jù)Bar-Or等建立的比色測(cè)定法測(cè)定。將50μl 0.1 % CoCl2•6H2O 水溶液中加入200μl 待測(cè)血清,輕輕混勻,放置10min,再加入50μl15 %二巰基蘇糖醇(DTT)水溶液,使其顯色2min,最后加入0.9 % NaCl 溶液10ml 終止反應(yīng),用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定其在470nm 處的吸光度ABSU;同時(shí),每一測(cè)試樣本均要求做樣本空白(加DTT 改為加蒸餾水),結(jié)果用吸光度單位報(bào)告(ABSU)。
2.4 原位細(xì)胞凋亡檢測(cè):采用TUNEL法,具體步驟按試劑盒說(shuō)明操作,陽(yáng)性判定標(biāo)準(zhǔn):細(xì)胞核被染成棕褐色為陽(yáng)性結(jié)果。
2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法:采用SPSS1310 軟件分析,用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(X ±S)表示,兩組間比較用t 檢驗(yàn),多組間比較用單因素方差分析。
3 結(jié)果
3.1 心肌梗死大鼠心臟的病理變化
肉眼觀:心肌梗死區(qū)形狀不規(guī)則,梗死灶呈蒼白色,第7 天在梗死灶周邊出現(xiàn)明顯的充血、出血帶。光鏡下可見(jiàn)心肌細(xì)胞漿嗜伊紅性增高,心肌纖維不均勻性肥大,胞核增多,增大深染,梗死灶邊緣可見(jiàn)充血帶及中性粒細(xì)胞浸潤(rùn),正常組大鼠未見(jiàn)異常改變。
3.2 IMA 檢測(cè)
用比色法測(cè)定血清中白蛋白與外源性鈷結(jié)合能力的變化,結(jié)果用吸光度單位報(bào)告(ABSU),見(jiàn)表1。
各組大鼠造模后IMA 情況提示:ISO 造成心肌缺血損傷可明顯引起IMA 降低,尤以早期顯著,肉蔻五味丸中、高劑量治療組及卡托組可顯著提高IMA 水平,與模型組比較差異有顯著性( P< 0.01),與卡托普利治療組比較,肉蔻五味丸高劑量治療組無(wú)明顯差異(P >0.05)。
3.3 心肌細(xì)胞凋亡檢測(cè)結(jié)果TUNEL 法檢測(cè)各組大鼠心肌細(xì)胞凋亡的情況以細(xì)胞核被染成棕褐色為陽(yáng)性表達(dá),陰性對(duì)照片(PBS為一抗)無(wú)棕黃色著色。每張切片在光鏡下隨機(jī)選取10 個(gè)視野,計(jì)算在1 000個(gè)細(xì)胞中的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)。結(jié)果見(jiàn)表2。
各組大鼠造模后心肌細(xì)胞凋亡情況提示:連續(xù)注射異丙基腎上腺素造成大鼠心肌缺血損傷,可明顯引起心肌細(xì)胞凋亡,尤以早期顯著,肉蔻五味丸治療組及卡托組心肌細(xì)胞凋亡陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)明顯減少,與模型組比較,差異有顯著性(P < 0.05),其中尤以肉蔻五味丸高劑量組更為顯著。
4 討論
大劑量異丙基腎上腺素(i soprenaline,ISO)所造成的大鼠心肌梗死模型,其心電圖演變、心肌代謝改變及組織病理學(xué)的變化均與人類(lèi)自然發(fā)生的急性心肌梗死非常接近;本實(shí)驗(yàn)中心電圖顯示異常Q 波,ST 段抬高超過(guò)0.05mv,與臨床心肌梗死的心電變化相似,提示模型成功建立。
心肌梗死會(huì)導(dǎo)致白蛋白的N末端結(jié)構(gòu)發(fā)生一些改變,正是這種結(jié)構(gòu)的改變影響了白蛋白與外源性鈷元素的結(jié)合能力。因此通過(guò)檢測(cè)血漿中白蛋白與鈷元素的結(jié)合能力,就可以了解因梗死而改變的白蛋白的水平。心肌缺血血清白蛋白與鈷離子的結(jié)合和非梗死相比結(jié)合力下降,本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示治療組與模型組相比( P< 0.05)有顯著意義。
目前雖然對(duì)心肌梗死損傷的確切機(jī)制還不十分清楚,但已證實(shí),持續(xù)性心肌缺血可以導(dǎo)致組織損傷和細(xì)胞死亡,過(guò)去認(rèn)為心肌細(xì)胞在梗死損傷中死亡全部是壞死,但近年來(lái)大量的研究表明大鼠及人的心肌梗死損傷中有大量的心肌細(xì)胞經(jīng)歷了調(diào)亡過(guò)程〔2~5〕。本實(shí)驗(yàn)中給藥組動(dòng)物心肌梗死邊緣區(qū)凋亡現(xiàn)象的觀察顯示藥物治療組的凋亡陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)較模型組明顯減少,給藥3 天與7 天時(shí)相比,隨著給藥時(shí)間的延長(zhǎng),凋亡有所減少,與模型組比較,卡托治療組與肉蔻五味丸高劑量治療組的細(xì)胞凋亡陽(yáng)性數(shù)顯著降低(P < 0.01)。本實(shí)驗(yàn)提示通過(guò)抑制和阻斷細(xì)胞凋亡的發(fā)生,可能是蒙藥肉蔻五味丸防治冠心病心肌梗死損傷的作用機(jī)制之一。