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目的通过结扎缩窄Sprague-Dawley(SD)大鼠腹主动脉与flexcell FX-5000张力系统拉伸原代心肌细胞作为心肌肥厚模型,探讨黄芪甲苷(As-IV)对大鼠肥厚心肌的保护作用及其可能的机制。方法SD大鼠,雌雄不限,体重在200-250g范围内。术前十二小时禁食不禁水,20%乌拉坦(1g/kg),将麻醉后的大鼠固定于手术台,剥离腹膜脂肪等显露左肾动脉上方腹主动脉,使用0.7mm银夹结扎腹主动脉,致使腹主动脉部分缩窄(abdominal aorta construction,AAC)。手术后的组别分为四组,腹主动脉缩窄模型(AAC)组,黄芪甲苷40mg/kg/d(As-IV40)组,黄芪甲苷80mg/kg/d(As-IV80)组,雷帕霉素(Rapa)组。假手术(Sham)组,只进行腹主动脉分离手术,不给予银夹进行缩窄。术后每天肌肉注射青霉素5万U/只,给药一周预防感染。术后一周取存活大鼠随机进行分组(n=10),黄芪甲苷组持续灌胃给药8周,雷帕霉素持续腹腔注射给药8周,AAC组、Sham组和Rapa组灌胃同体积的水,AAC组、Sham组和As-IV组腹腔注射同等体积生理盐水。给药结束后,20%乌拉坦(1g/kg)腹腔注射麻醉和仰卧位固定大鼠,剔除大鼠胸部多余的毛备皮,运用超声诊断仪,检测大鼠左室室间隔舒张末期厚度(IVSd)、收缩末期左室室间隔舒张末期厚度(IVSs)、舒张末期左室后壁厚度(LVPWd)、收缩末期左室后壁厚度(LVPWs)、射血分数(LVEF)。称量大鼠的体重、心脏、左心室重量,计算全心重量指数=心脏重量/体重比(HWI=HW/BW)和左心室重量指数=左心室重量/体重比(LVWI=LVW/BW)。用HE染色法观察心肌形态学的变化;Elisa检测血清中肿瘤坏死因子(TNF-α)以及白细胞介素-18(IL-18)的含量;检测心肌组织中ROS的含量,蛋白印迹方法测定心脏组织心房利钠肽(ANP)、脑利钠肽(BNP)、LC3Ⅱ、p62、NLRP3、1L-1β的表达水平;免疫组化法测定组织中NLRP3的表达。清洁级SD大鼠1-3日龄乳鼠取近心尖中下2/3部心室,D-Hanks液洗去血液,将组织剪碎成肉泥状。而后用0.4%胶原酶和0.05%胰酶=2:1进行消化,差速贴壁法获得心室肌细胞,分离原代心肌细胞置于细胞拉伸板中,加含有10%小牛血清的DMEM培养基培养48h,培养48h后换无血清的DMEM分别给予As-IV100μM,雷帕霉素(rapamycin)100n M,3-Methyladenine(3-MA)10μM。采用flexcell FX-5000张力系统对分离的原代心肌细胞进行12h拉伸(1HZ,20%伸长)。模型组在同等条件不予给药;自噬抑制剂3-MA组在同等条件下只给药不拉伸;空白组在同等条件下不拉伸不给药。将细胞分为5组:对照组;拉伸(Stretch)组;As-IV组,Rapa组,3-MA组。拉伸结束后,用鬼笔环肽测细胞骨架,用荧光染料二氢乙啶(DHE)染色法测定心肌细胞活性氧(ROS)的含量;蛋白印迹方法测定心肌细胞中心房利钠肽(ANP)、脑利钠肽(BNP)、LC3II、p62、NLRP3、1L-1β的表达水平;Elisa检测细胞上清液中肿瘤坏死因子(TNF-α)和白细胞介素-18(IL-18)的含量。结果(1)体内实验:模型组与假手术组相比,(1)超声心动显示大鼠LVPWd、LVPWs、IVSd以及IVSs在AAC组显著增加,全心重量指数和左心室重量指数增大,AAC大鼠心肌细胞肥大,心肌纤维排列紊乱;(2)血清中的TNF-α和1L-18的含量增加;(3)心脏组织中ANP、BNP的表达显著增加;(4)心脏组织中自噬的相关蛋白LC3II表达明显下调,p62表达明显上调;(5)心脏组织中炎症相关蛋白NLRP3和1L-1β的表达明显增多;(6)心肌中ROS产生明显增加;(7)AAC大鼠心肌组织中NLRP3棕黄色阳性表达明显增加。AAC+As-IV(40mg/kg,80mg/kg)组,AAC+Rapa组与AAC组相比,(1)超声心动显示大鼠LVPWd、LVPWs、IVSd以及IVSs在给药组和阳性对照组明显降低,全心重量指数和左心室重量指数减小,AAC大鼠肥紊乱大心肌组织细胞均有所改善。(2)血清中的TNF-α和1L-18的含量减少;(3)心脏组织中ANP、BNP的表达减少;(4)心脏组织中自噬相关蛋白LC3II表达明显上调,p62表达明显下调;(5)心脏组织中炎症相关蛋白NLRP3和1L-1β的表达明显减少;(6)心肌中ROS产生明显减少;(7)各治疗组大鼠心肌组织中NLRP3棕黄色阳性表达有不同程度的减少。(2)体外实验:与对照组相比,(1)Stretch组和3-MA组心肌细胞增大;(2)Stretch组和3-MA组细胞内ROS的产生增多;(3)Stretch组和3-MA组心肌细胞中ANP、BNP的表达均有增加;(4)Stretch组和3-MA组炎症表达明显上调;(5)Stretch组和3-MA组自噬均受到抑制。与Stretch组相比,(1)As-IV和Rapamycin(Rapa)对肥大的心肌细胞有保护作用;(2)As-IV和Rapamycin能减少细胞中活性氧ROS的含量;(3)As-IV和rapamycin能减低炎症的表达,(4)As-IV和Rapamycin能上调LC3 II,下调p62激活自噬。结论(1)As-IV可改善由腹主动脉缩窄所致的心肌肥大。(2)As-IV可以激活自噬,减轻心脏炎症。(3)As-IV对腹主动脉缩窄大鼠具有保护作用,可能与黄芪甲苷激活自噬、减轻炎症浸润与氧化应激相关。