心肌尔康对心肌梗死小鼠心肌损伤的保护作用
2018年09月03日
来源:BMC Complementary and Alternative Medicine December 2017, 17:338 | Cite as
作者:李晓菲译
责任编辑:admin
摘要:心肌梗死(MI)是导致发病和死亡的主要危险因素。心肌尔康(XJEK)是治疗冠心病、心肌炎的有效药物。本研究旨在探讨心肌尔康对心肌梗死小鼠心肌的保护作用。
背景:心肌梗死(MI)是导致发病和死亡的主要危险因素。心肌尔康(XJEK)是治疗冠心病、心肌炎的有效药物。本研究旨在探讨心肌尔康对心肌梗死小鼠心肌的保护作用。
方法:将40只雄性小鼠随机分为4组(n=10):假手术组、模型组、给予XJEK的心肌梗死组,给予福辛普利的心肌梗死组,给药4周。在研究结束时,记录血流动力学参数和心电图(ECG)。测量心脏和体重,计算心脏重量/体重(HW/BW)比值作为肥大指数。采用比色法测定血清一氧化氮(NO)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)浓度。应用ELISA法及免疫组织化学方法测定内皮细胞一氧化氮合成酶(eNOS)在血清和心脏组织中的表达。用ELISA法测定血清和心脏组织中的血管紧张素 II(AngⅡ)。ELISA法检测心肌组织中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)和白细胞介素10(IL-10)。
结果:与MI相比,XJEK可明显改善心功能不全和心电图异常,降低HW/BW比值,改善心肌细胞肥大和胶原沉积,其部分原因是血清SOD降低和MDA升高。此外,XJEK治疗还改善内皮功能障碍(ED),不仅增强血清和心肌组织中eNOS活性,提高血清NO水平,而且降低血清和心肌组织中AngⅡ含量。最后,与模型组相比,XJEK治疗组心肌组织中促炎细胞因子、TNF-α和IL-1β的蛋白表达显著降低。相反,IL-10,一种浓缩于心脏组织的抗炎细胞因子与模型相比显著增强。
结论:心肌尔康对小鼠心肌梗死具有保护作用,其机制可能与改善内皮功能障碍、降低氧化应激和炎症反应有关。
关键词:心肌尔康 心肌梗死 心血管重构 心电图
背景:心肌梗塞(MI)是导致发病率和死亡率的重要危险因素之一。近年来发现心肌肥大、纤维化和细胞凋亡在心肌损伤中的重要作用。由于心脏负荷过重,最终导致心力衰竭和心脏猝死,从而导致心脏功能受损。为了预防心力衰竭的进展,阻断或至少减缓心脏病理改变是至关重要的。左心室(LV)病理重构常与心肌梗死有关。左室重构可导致心肌结构改变,包括细胞内和胞外左室壁,以及压力过载引起的左室扩张。因此,左室重构的状态可作为MI患者死亡率和发病率的预测因素。ECG已成为最常用的心脏病评估技术。心电图评分系统的使用是评估缺血状态的最佳诊断工具,定量分析前、下LV ST段的变化。虽然血管紧张素转换酶抑制剂、肾上腺素能受体阻滞剂和血管紧张素II 1型受体(AT1R)取得了重大进展,心肌梗死仍然是一个致命的临床问题。因此,迫切需要开发治疗心肌梗死的治疗药物。替代药物在心血管疾病中的应用迅速增加。本研究旨在探讨XJEK能否逆转MI诱导的小鼠心血管重构,并探讨其在ED、OS和炎症途径中的作用机制。希望本研究的结果为其在MI治疗中的临床应用奠定基础。
方法:动物:四十只雄性昆明小鼠(体重28~30克),年龄八周龄。
MI立体定向手术方法:用戊巴比妥钠(45 mg/kg,腹腔注射)麻醉小鼠。随后,打开胸腔,暴露心脏。采用7-0无菌手术缝线结扎左冠状动脉前降支(LAD),以阻断血流。在假手术小鼠中,缝线只在动脉周围放置而不结扎。在应用舒张末期正压使肺充分充气后,用3-0无菌外科缝合线闭合胸腔,清洁和消毒伤口。心肌梗死成功不仅仅通过心肌表面局部心外膜紫绀的出现和心电图心肌梗死ST段抬高或高、尖T波)表现来证明。同时用三苯基四氮唑(TTC)染色评价梗死面积。在随后的手术恢复期间,小鼠给予头孢西丁钠(200mg/kg/d)连续三天。
40只小鼠随机分为4组(n=10只/组): 假手术组(无LAD结扎,仅接受10 mL/kg/天蒸馏水灌胃);模型组(结扎LAD并接受灌胃10 mL/kg/天蒸馏水);XJEK组(结扎LAD并接受XJEK灌胃,7.5 g/kg/天);福辛普利组(结扎LAD,给予福辛普利灌胃20 mg/kg/天),所有组连续给药4周。
心功能研究:4周后对动物实施安乐死,给予戊巴比妥钠(45mg/kg,腹腔注射) ,置于手术台上仰卧位。根据心电图的原理,将四个电极插入小鼠肢体的皮下组织,然后将信号记录在四通道直写式示波器上,在装有模拟数字接口的个人计算机上进行1kHz数字采样,测量P波和S波的高度、P波QRS波和T波的宽度以及P-R和Q-T的时间。
血流动力学与心脏重构指数:记录心电图后,用血流动力学方法评估心脏指数,用连接Statham的聚乙烯导管插管右颈动脉,测量平均颈动脉压。然后沿着右冠状动脉将导管插入左心室,并将信号记录在示波器上。用计算机自动实时检测系统记录心率(HR)、动脉收缩压(ASBP)、左室收缩压(LVSP)和舒张压(LVEDP)、最大左室收缩压和舒张压(±dp/dtmax)。
血清和组织采集:从左颈动脉管中采集血液,在4°C下立即用3500rpm离心10分钟,并将血清储存在_80°C直到分析。然后用放血法处死动物。打开胸腔,收集心脏和主动脉。心脏在冷的盐水溶液中洗涤、吸干、拍照和称重。计算心脏重量/体重(HW/BW),然后将心脏样品切成若干部分进行各种分析,并保持在_80℃以供进一步研究。
组织学检查:称重后,在中性10%缓冲福尔马林中切取适量的心尖进行组织学分析。用数字显微镜对HE和VG染色的肌细胞横截面积(CSA)、胶原体积分数(CVF)和血管周围胶原面积(PVCA)进行定量分析。从小鼠中取出胸主动脉并维持在中性10%缓冲福尔马林中。石蜡包埋胸主动脉,切片,去蜡,HE染色。光学显微镜观察主动脉的结构变化。记录主动脉CSA、主动脉半径(AR)、总主动脉面积(TAA)、中膜厚度(MT),重点定量评价主动脉病变的影响。
血清NO、SOD和MDA的测定:测定了一氧化氮(NO)含量,由于NO在生理溶液中的不稳定性,大部分NO迅速转化为亚硝酸盐(NO2-)和硝酸盐(NO3-)。用NO检测试剂盒测定血清NO2-/NO3-水平。亚硝酸盐在曲霉亚硝酸还原酶的影响下转化为亚硝酸盐,总亚硝酸盐用Griess试剂定量。采用540 nm分光光度计测定吸光度。用硫代巴比妥酸反应物(TBARS)法测定丙二醛(MDA)含量,测定波长为532nm。超氧化物歧化酶(SOD)活性测定是采用SOD检测试剂盒测定550 nm处的吸光度。
血清和心脏组织中一氧化氮合酶(eNOS)和血管紧张素Ⅱ的测定:按照生产厂家的说明,用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定血清eNOS含量,用ELISA试剂盒测定血清和心肌组织中Ang II。
心脏组织中炎性细胞因子(TNF-α和IL-1β)和抗炎细胞因子(IL - 10)的测定:用ELISA试剂盒测定心脏组织中炎性细胞因子(TNF-α和IL-1β)和抗炎细胞因子(IL-10)的蛋白水平。
结果:在四周内,十只小鼠因炎症或感染而死于手术损伤。4周后,分别评价假手术组(n=9)、模型组(n=6)、XJEK组(n=8)和福辛普利组(n=7)的临床疗效。MI后四周,ECG和血流动力学测量MI小鼠心脏功能的数据。心肌梗死后4周,以超声心动图及血流动力学指标作为心肌梗死小鼠心功能指标,麻醉后采集血清NO、eNOS、Ang II、SOD、MDA等指标,采集心脏进行组织学分析,以及测定心脏组织中AngII、促炎细胞因子和抗炎细胞因子。
心电图分析心脏功能:各组小鼠术前心电图相似。心肌梗死后,MI组小鼠的心电图变化与假手术组相比有显著性差异。XJEK给药4周后,小鼠心电图明显改善,与假手术组相比,P波高度升高,P波宽度减小。QRS、S、T波宽度较假手术组明显减小,P-R、Q-T时间也较假手术组明显缩短。福辛普利治疗组也有相似疗效。
血流动力学评估:MI组小鼠HR显著高于假手术组。模型组和假手术组ASBP、LVSP、LVEDP和±dp/dtmax无明显变化,提示MI小鼠心功能处于代偿期并进入失代偿期。给予XJEK和福辛普利4周后,两组HR均较假手术组明显降低,±dp/dtmax也较模型组明显降低,说明XJEK可以维持和延长代偿反应,福辛普利也有相似疗效。
心脏结构重塑研究:与假手术组相比,模型组HW/BW比明显增加。XJEK和福辛普利治疗组小鼠HW/BW指数较假手术组显著降低。模型组CSA,CVF,PVCA显著高于假手术组。XJEK和福辛普利给药组小鼠的病理改变明显减轻。
主动脉重构研究:四周后观察心肌梗死后胸主动脉的血管重构。与假手术组相比,心肌梗死小鼠主动脉TAA、CSA、AR和MT面积显著增加,XJEK和福辛普利可阻断其面积。
血清NO、SOD和MDA的测定:模型组与假手术组相比,NO和SOD浓度显著降低。XJEK治疗逆转MI诱导的NO和SOD的降低。与假手术组相比,模型组血清MDA含量显著升高。而XJEK和福辛普利治疗则降低MDA水平。
血清和心脏组织中AngⅡ含量的测定:与假手术组比较,MI小鼠血清和心脏组织中AngⅡ含量较高。XJEK和福辛普利治疗四周可明显抑制血清和心脏组织中AngⅡ的增加。
血清eNOS浓度与心肌组织eNOS表达的研究:模型组血清eNOS明显低于假手术组。有趣的是,XJEK治疗逆转MI诱导的血清eNOS降低。通过免疫组织化学检测,模型组心肌组织中eNOS蛋白表达较假手术组明显下调。但XJEK的治疗显著上调eNOS的表达,与福辛普利的治疗一样。
心脏组织中TNF-α和IL-1β和IL-10的测定:用ELISA试剂盒检测了促炎细胞因子(TNF-α和IL-1β)和抗炎细胞因子(IL-10)的蛋白表达。与假手术组相比,模型组TNF-α和IL-1β显著升高。心肌梗死后给予XJEK4周后,心肌组织中IL-1β和TNF-α蛋白表达较模型组显著降低,福辛普利治疗组小鼠心肌组织中IL-1β和TNF-α蛋白表达也明显降低。此外,我们还检测了IL-10蛋白的表达,发现模型组IL-10水平持续下调。急性心肌梗死后给予XJEK和福辛普利组IL-10蛋白表达较模型组明显增高。
结论:本研究证实XJEK能改善MI后的病理改变。可能是由于其能增强ED功能、氧化应激和维持免疫平衡。因此,XJEK有望在临床上应用于心肌梗死等心血管疾病的治疗。
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