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目的大黄(Rheum palmatum L.)作为我国的四大传统中药之一,性味苦,寒,具有泻热通便,解毒消痈,行瘀通经,清热除湿,凉血止血等功效,现代临床可用于降低血糖及血脂、抗高血压、利尿和抗炎等,广泛应用于心血管疾病和炎症等治疗。大黄的主要有效成分包括大黄素甲醚(physcion)、大黄素(emodin)、大黄酚(chrysophanol)、芦荟大黄素(aloe-emodin)和大黄酸(rhein),这5种有效成分均属于蒽醌类。Physcion具有抗炎、抗氧化和抗凋亡等作用,但迄今为止physcion的扩血管作用及其机制研究尚未见报道。本实验通过体外实验,从组织、细胞、分子水平,研究physcion对血管舒张功能的影响及其机制,旨在阐明其降低血压的作用机理,以期为大黄及其活性成分的开发与利用提供科学依据。方法1.Physcion对正常大鼠胸主动脉环舒张作用的影响及机制采用离体血管环实验装置和BL-420E+生物机能实验系统,观察physcion对离体动脉环血管张力的影响。(1)观察physcion对苯肾上腺素(PE,1μM)预收缩的内皮完整及内皮去除的胸主动脉环血管张力的影响。(2)利用各种阻断剂预处理内皮完整及内皮去除的胸主动脉环后,探讨physcion的扩血管作用机制。2.Physcion对人脐静脉内皮细胞中Akt和eNOS蛋白表达的影响在体外培养的人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)上,采用MTT法检测physcion对HUVECs存活率的影响;采用硝酸还原酶法检测physcion对HUVECs分泌NO的影响;通过激光共聚焦显微镜技术检测physcion对HUVECs钙离子水平的影响;利用Western blot法检测physcion对HUVECs的Akt和内皮型一氧化氮合酶(eNOS)蛋白表达的影响。结果1.内皮完整及内皮去除的大鼠胸主动脉环,用PE诱导其预收缩后,累积加入不同浓度的physcion后,发现均呈现出剂量依赖性的舒张血管效应。内皮完整的血管环用一氧化氮合成酶(NOS)抑制剂L-NAME(30μM)和可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)抑制剂ODQ(10μM)预处理后,发现physcion诱导的血管舒张作用受到明显抑制;在内皮去除时无显著影响。环氧合酶(COX)抑制剂indomethacin(10μM)预处理对physcion诱导的内皮完整血管环的舒张作用无显著影响。无钙液、L-型钙通道抑制剂diltiazem(10μM)和钙池操纵的钙内流(store-operated Ca2+entry,SOCE)抑制剂2-APB(75μM)预处理可显著抑制physcion诱导的内皮完整血管环舒张作用。利用PI3-kinase/Akt信号通路抑制剂wortmannin(0.1μM)预处理后,发现physcion诱导的血管舒张作用受到显著抑制。毒蕈碱受体抑制剂atropine(1μM)和肾上腺素能受体抑制剂propranolol(1μM)预处理对physcion诱导的内皮完整血管舒张作用无显著影响。同时,非选择性钙激活钾通道(KCa)抑制剂tetraethtylamine(TEA,1 mM)预处理可显著减弱physcion诱导的内皮去除血管环舒张作用。大电导钙激活钾通道(BKCa)阻断剂iberiotoxin(0.1μM)、中电导钙激活钾通道(IKCa)阻断剂charybdotoxin(0.1μM)和小电导钙激活钾通道(SKCa)阻断剂apamin(0.3μM)预处理后,发现BKCa阻断剂可显著减弱physcion诱导的内皮去除血管环舒张作用,而IKCa阻断剂、SKCa阻断剂无显著影响。ATP敏感性钾通道(KATP)阻断剂glibenclamide(10μM)预处理可显著减弱physcion诱导的内皮去除血管环舒张作用。而其它钾通道抑制剂,如内向整流钾通道(KIR)阻断剂BaCl2和电压依赖性钾通道(Kv)阻断剂4-aminopyridine预处理均未能抑制physcion诱导的内皮去除血管环的舒张作用。2.在HUVECs中,MTT和硝酸还原酶法结果显示physcion呈剂量依赖性地增加HUVECs的存活率,同时促进NO的分泌而此效应被2-APB(SOCE抑制剂)和wortmannin(PI3K/Akt抑制剂)所阻断;采用激光共聚焦显微镜技术和Western blot的结果显示physcion可升高HUVECs钙离子水平,增加磷酸化的Akt和eNOS蛋白表达。结论1.Physcion通过内皮依赖性和非内皮依赖性信号途径发挥扩血管作用,其机制与:(1)内皮依赖性PI3K/Akt-和Ca2+-eNOS-NO信号途径;(2)非内皮依赖性血管平滑肌大电导钙激活性钾通道(BKCa)和ATP敏感性钾通道(KATP)激活有关。2.Physcion能促进HUVECs中Akt和eNOS蛋白磷酸化水平和NO的释放。