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摘要
本研究旨在探讨芪参益心颗粒对血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)联合高脂饮食诱导的小鼠微循环血管内皮功能障碍的改善效果,并阐明其潜在作用机制。将60只SPF级C57BL/6雄性小鼠随机分为正常对照组、模型组、芪参益心颗粒低剂量组()、中剂量组(5g/kg)、高剂量组(10g/kg)及阳性对照药缬沙坦组(10mg/kg),每组10只。除正常对照组外,其余各组通过皮下埋植AngⅡ渗透泵()联合高脂饮食(脂肪含量45%)建立微循环血管内皮功能障碍模型,建模同时给予相应药物干预,连续4周。干预结束后,检测小鼠尾动脉收缩压(SBP);采用激光多普勒血流仪测定耳廓微循环血流灌注量;通过伊文思蓝(EB)渗漏实验评估血管内皮通透性;酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清中一氧化氮(NO)、内皮素-1(ET-1)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)水平;Western blot法检测主动脉组织中内皮型一氧化氮合酶(eNOS)、磷酸化eNOS(p-eNOS)、核因子-κB p65(NF-κB p65)、磷酸化NF-κB p65(p-NF-κB p65)蛋白表达;HE染色观察主动脉组织病理形态变化。结果显示,与正常对照组相比,模型组小鼠SBP显著升高(P<),耳廓微循环血流灌注量显著降低(P<),EB渗漏量显著增加(P<),血清NO水平显著降低(P<),ET-1、TNF-α、IL-6水平显著升高(P<),主动脉组织p-eNOS/eNOS比值显著降低(P<),p-NF-κB p65/NF-κB p65比值显著升高(P<),主动脉内膜增厚、内皮细胞损伤、平滑肌细胞增生及炎性细胞浸润明显。与模型组相比,芪参益心颗粒各剂量组及缬沙坦组小鼠SBP显著降低(P<<),耳廓微循环血流灌注量显著增加(P<<),EB渗漏量显著减少(P<<),血清NO水平显著升高(P<<),ET-1、TNF-α、IL-6水平显著降低(P<<),主动脉组织p-eNOS/eNOS比值显著升高(P<<),p-NF-κB p65/NF-κB
p65比值显著降低(P<<),主动脉组织病理损伤程度明显减轻,且芪参益心颗粒的作用呈一定剂量依赖性。结论:芪参益心颗粒可有效改善AngⅡ联合高脂诱导的小鼠微循环血管内皮功能障碍,其机制可能与调节eNOS/NO通路、抑制NF-κB介导的炎症反应有关。
关键词
芪参益心颗粒;血管紧张素Ⅱ;高脂饮食;微循环;血管内皮功能障碍;eNOS/NO通路;NF-κB;炎症反应
1 引言
微循环是血液循环系统中直接参与组织细胞物质交换的关键环节,而血管内皮细胞作为微循环血管壁的重要组成部分,不仅承担着物理屏障功能,还通过分泌一氧化氮(NO)、内皮素-1(ET-1)等多种活性物质,调控血管舒张收缩、维持血管通透性及抑制炎症反应,对维持微循环稳态至关重要[1]。当血管内皮细胞受损时,其功能发生障碍,可导致微循环灌注不足、组织缺氧缺血,进而诱发高血压、动脉粥样硬化、糖尿病血管并发症等多种心血管疾病[2]。
血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)是肾素-血管紧张素系统(RAS)的主要效应分子,可通过激活AngⅡ type 1受体(AT1R),促进氧化应激、炎症反应及血管平滑肌细胞增殖,直接损伤血管内皮细胞[3]。同时,长期高脂饮食可导致血脂异常,使低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)在血管内皮下沉积,形成脂质斑块,进一步加重血管内皮损伤,二者协同作用可显著加剧微循环血管内皮功能障碍的发生发展[4]。目前,临床常用血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)或血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB)如缬沙坦改善血管内皮功能,但部分患者长期使用易出现干咳、低血压等不良反应,且对微循环的改善效果仍有提升空间[5]。
芪参益心颗粒是基于中医“益气活血、通络止痛”理论研制的中药复方制剂,主要由黄芪、丹参、人参、麦冬、五味子等药材组成。现代药理学研究表明,黄芪中的黄芪甲苷可通过激活eNOS促进NO生成,改善血管内皮功能[6];丹参中的丹参酮ⅡA可抑制NF-κB炎症通路,减轻血管炎性损伤[7];人参中的人参皂苷Rg1可调节脂质代谢,减少脂质沉积[8]。前期临床研究发现,芪参益心颗粒可改善冠心病患者的心肌微循环灌注,缓解心绞痛症状[9],但其对AngⅡ联合高脂诱导的微循环血管内皮功能障碍的作用及机制尚未明确。因此,本研究通过建立AngⅡ联合高脂饮食诱导的小鼠微循环血管内皮功能障碍模型,系统探讨芪参益心颗粒的改善作用及分子机制,为其临床应用提供实验依据。
2 材料与方法
实验动物
SPF级C57BL/6雄性小鼠60只,8-10周龄,体重22-25g,购自北京维通利华实验动物技术有限公司,动物许可证号:SCXK(京)2023-0001。小鼠饲养于山西医科大学实验动物中心SPF级动物房,温度(23±2)℃,湿度(50±5)%,12h光暗循环,自由摄食饮水,适应性饲养1周后开始实验。本实验经山西医科大学实验动物伦理委员会批准(伦理批号:SYXK(晋)2023-0005),严格遵循《实验动物伦理审查指南》进行操作。
实验药物与试剂
芪参益心颗粒(规格:5g/袋,批号:20230315),由山西某中药制药有限公司提供,临用时用生理盐水配制成25mg/mL、50mg/mL、100mg/mL的混悬液;缬沙坦胶囊(规格:80mg/粒,批号:20230210),由北京诺华制药有限公司生产,临用时用生理盐水配制成1mg/mL的溶液;AngⅡ(纯度≥98%,批号:A9525),购自美国Sigma-Aldrich公司;高脂饲料(脂肪含量45%,批号:20230401),购自江苏美迪森生物医药有限公司;NO检测试剂盒(批号:20230508)、ET-1检测试剂盒(批号:20230510)、TNF-α检测试剂盒(批号:20230512)、IL-6检测试剂盒(批号:20230515),均购自上海酶联生物科技有限公司;eNOS抗体(批号:ab76198)、p-eNOS抗体(Ser1177,批号:ab234431)、NF-κB p65抗体(批号:ab16502)、p-NF-κB p65抗体(Ser536,批号:ab86299)、β-actin抗体(批号:ab8226),均购自英国Abcam公司;辣根过氧化物酶(HRP)标记的山羊抗兔IgG二抗(批号:A0208),购自碧云天生物技术有限公司;伊文思蓝(EB,批号:E2149),购自美国Amresco公司;其余试剂均为分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司。
实验仪器
BP-2010A小鼠尾动脉血压测量仪(成都泰盟软件有限公司);PeriScan PIM 3激光多普勒血流仪(瑞典Perimed公司);Multiskan FC酶标仪(美国Thermo Fisher Scientific公司);ChemiDoc XRS+化学发光成像系统(美国Bio-Rad公司);RM2235石蜡切片机(德国Leica公司);BX53光学显微镜(日本Olympus公司);渗透泵(型号:Alzet 2004,容量200μL,),购自美国DURECT公司。
动物分组与模型建立
将60只小鼠随机分为6组,每组10只: 1. 正常对照组:给予普通饲料喂养,皮下埋植含生理盐水的渗透泵,同时灌胃给予等体积生理盐水,每日1次,连续4周; 2. 模型组:给予高脂饲料喂养,皮下埋植含AngⅡ的渗透泵(AngⅡ,根据小鼠体重计算所需AngⅡ剂量,用生理盐水溶解后注入渗透泵),同时灌胃给予等体积生理盐水,每日1次,连续4周; 3. 芪参益心颗粒低剂量组(QS-L组):高脂饲料喂养+AngⅡ渗透泵埋植,(按小鼠体重20g计算,),每日1次,连续4周; 4. 芪参益心颗粒中剂量组(QS-M组):高脂饲料喂养+AngⅡ渗透泵埋植,同时灌胃给予芪参益心颗粒混悬液5g/kg,每日1次,连续4周; 5. 芪参益心颗粒高剂量组(QS-H组):高脂饲料喂养+AngⅡ渗透泵埋植,同时灌胃给予芪参益心颗粒混悬液10g/kg,每日1次,连续4周; 6. 缬沙坦组(VAL组):高脂饲料喂养+AngⅡ渗透泵埋植,同时灌胃给予缬沙坦溶液10mg/kg,每日1次,连续4周。
渗透泵埋植方法:小鼠腹腔注射1%戊巴比妥钠(50mg/kg)麻醉后,背部剃毛消毒,,分离皮下组织形成囊袋,将充满AngⅡ溶液或生理盐水的渗透泵放入囊袋中,确保泵体开口朝向身体远端,分层缝合皮肤,术后肌肉注射青霉素钠(10万U/kg)预防感染,连续3d。
检测指标与方法
小鼠尾动脉收缩压(SBP)测定
分别于实验开始前(基线)及实验第1、2、3、4周末,采用小鼠尾动脉血压测量仪测定各组小鼠SBP。测量前将小鼠置于37℃恒温箱中预热15min,待小鼠安静后,将尾动脉套入血压计袖带,连续测量3次,取平均值作为该小鼠的SBP值。
耳廓微循环血流灌注量测定
实验第4周末,小鼠腹腔注射1%戊巴比妥钠麻醉后,将耳廓平展固定于载物台上,采用激光多普勒血流仪测定耳廓微循环血流灌注量,选择耳廓中部区域作为检测点,每个检测点连续测量3次,记录血流灌注量数值(单位:PU),取平均值。
血管内皮通透性检测(EB渗漏实验)
耳廓微循环血流灌注量测定结束后,小鼠尾静脉注射2% EB溶液(50mg/kg),注射后30min,脱颈处死小鼠,迅速取下双侧耳廓,用生理盐水冲洗干净,滤纸吸干水分,称重后放入含500μL甲酰胺的离心管中,60℃恒温水浴孵育24h,期间每隔6h振荡1次,使EB充分溶解。孵育结束后,4℃、12000r/min离心15min,取上清液,用酶标仪在620nm波长处测定吸光度(A)值。根据EB标准曲线(y=+,R²=,其中y为A值,x为EB浓度μg/mL)计算上清液中EB浓度,再根据公式计算耳廓EB渗漏量:EB渗漏量(μg/g)=(上清液EB浓度×甲酰胺体积)/耳廓重量。
血清NO、ET-1、TNF-α、IL-6水平检测
小鼠脱颈处死后,立即通过眼眶静脉丛取血,置于不含抗凝剂的离心管中,室温静置30min,3000r/min离心15min,分离血清,按照各ELISA检测试剂盒说明书操作,测定血清中NO、ET-1、TNF-α、IL-6水平,记录酶标仪检测的A值,根据标准曲线计算各指标浓度。
主动脉组织eNOS、p-eNOS、NF-κB p65、p-NF-κB p65蛋白表达检测(Western blot法)
小鼠处死后,迅速分离主动脉组织,去除周围脂肪组织,用生理盐水冲洗干净,滤纸吸干水分,加入RIPA裂解液(含蛋白酶抑制剂和磷酸酶抑制剂),冰上研磨至匀浆,4℃、12000r/min离心30min,取上清液,采用BCA蛋白定量试剂盒测定蛋白浓度,调整各样本蛋白浓度一致后,加入5×SDS上样缓冲液,100℃煮沸10min使蛋白变性。取20μg蛋白样本进行10% SDS-PAGE凝胶电泳,电泳结束后将蛋白转移至PVDF膜上,5%脱脂牛奶室温封闭2h,加入一抗(eNOS、p-eNOS、NF-κB p65、p-NF-κB p65抗体稀释比例均为1:1000,β-actin抗体稀释比例为1:5000),4℃孵育过夜。次日,TBST缓冲液洗膜3次,每次10min,加入HRP标记的二抗(稀释比例1:5000),室温孵育1h,TBST洗膜3次,每次10min。最后,加入ECL化学发光底物,用化学发光成像系统拍摄条带,采用ImageJ软件分析各条带灰度值,以β-actin为内参,计算目标蛋白与β-actin灰度值的比值,以及p-eNOS/eNOS、p-NF-κB p65/NF-κB p65的比值。
主动脉组织病理形态观察(HE染色)
分离小鼠主动脉组织,用4%多聚甲醛固定24h,梯度脱水(70%、80%、90%、95%、100%乙醇)、二甲苯透明、石蜡包埋,制作5μm厚的连续切片。切片经脱蜡至水后,苏木精染液染色5min,自来水冲洗,1%盐酸乙醇分化30s,自来水返蓝10min,伊红染液染色2min,梯度脱水、二甲苯透明、中性树胶封片。在光学显微镜下观察主动脉组织病理形态变化,拍照记录,采用Image-Pro Plus ,计算内膜厚度/中膜厚度(I/M)比值。
统计学方法
采用SPSS ,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析(one-way ANOVA),组间两两比较采用LSD-t检验,P<。
3 结果
芪参益心颗粒对模型小鼠SBP的影响
实验开始前,各组小鼠SBP比较,差异无统计学意义(P>)。实验第1周末起,模型组小鼠SBP显著高于正常对照组(P<),且随时间推移持续升高;与模型组相比,芪参益心颗粒各剂量组及缬沙坦组小鼠SBP从第2周末开始显著降低(P<<),且芪参益心颗粒高剂量组降低效果优于低、中剂量组(P<)。实验第4周末,各组SBP结果如下:正常对照组(±)mmHg,模型组(±)mmHg,QS-L组(±)mmHg,QS-M组(±)mmHg,QS-H组(±)mmHg,VAL组(±)mmHg。结果表明,芪参益心颗粒可显著降低AngⅡ联合高脂诱导的模型小鼠SBP,且呈