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传统中医药并无“骨髓抑制”和“心律失常”病名,将其划分到“虚劳、心悸”等范畴[1]。采用中药复方来预防和治疗心脑血管疾病和骨髓抑制是当前的研究热点。参麦注射液主要由红参和麦冬的醇提物组成。临床上,参麦注射液不仅用于治疗心脑血管疾病,还与化疗药物联合应用治疗各种肿瘤[2,3]。但目前对人参-麦冬(PG-OJ)合理配伍的物质基础研究较少,其作用机制尚不清楚;PG-OJ配伍经口给药对骨髓抑制和心律失常作用研究较少,人参二醇组和人参三醇组皂苷对心律失常的活性对比研究尚未见报道。本研究制备了不同比例PG-OJ配伍的提取物,利用HPLC方法测定不同比例PG-OJ配伍前后化学成分变化,探讨了不同比例PG-OJ对小鼠骨髓抑制的活性及其机制,筛选出最佳比例,阐明其药效物质基础;还探讨了PG-OJ抗心律失常活性,从细胞水平和整体动物水平上,对比了人参二醇组和人参三醇组皂苷的抗心律失常活性差异;为PG-OJ的进一步开发奠定基础。其主要研究内容和结果如下∶
1、PG-OJ配伍混煎前后化学成分变化及对小鼠骨髓抑制的作用研究。
(1)不同比例PG-OJ配伍混煎化学成分变化分析。采用HPLC法对不同比例PG-OJ中15种人参皂苷、麦冬皂苷D和鲁斯可皂苷元的含量进行测定。并探讨PG-OJ在加工过程中对人参皂苷、麦冬皂苷D和鲁斯可皂苷元的促进转化作用。结果表明,当麦冬的比例小于50%的时候,常规人参皂苷向稀有人参皂苷的转化受到抑制;当麦冬的比例大于50%的时候,在PG-OJ(1∶2)、PG-OJ(2∶3)组中,常规人参皂苷的转化增加,并且PG-OJ(2∶3)组中常规人参皂苷的转化率最高。此外,PG-OJ(2∶3)组可以促进麦冬皂苷D和鲁斯可皂苷元的溶出。可见,PG-OJ配伍促进常规人参皂苷向稀有人参皂苷转化,增加了麦冬皂苷D和鲁斯可皂苷元的溶出度;从人参皂苷转化及麦冬皂苷(元)溶出的角度,最佳配伍比例是PG-OJ(2∶3)。
(2)PG-OJ配伍对环磷酰胺(CTX)诱导骨髓抑制小鼠的保护作用。方法∶建立骨髓抑制小鼠模型,经口给予不同比例PG-OJ配伍煎煮提取物(实验分为9组,给药12天)。实验结束后,测定外周血中白细胞、红细胞和血小板计数及血红蛋白含量;计算胸腺脾脏指数;测定骨髓有核细胞数。结果∶不同比例PG-OJ可以明显提高外周血中白细胞、红细胞和血小板计数及血红蛋白含量,特别是PG-OJ(1∶2)和PG-OJ(2∶3);PG-OJ(2∶3)可以显著提高胸腺指数,降低脾脏指数;同时,PG-OJ(2∶3)可以增加骨髓有核细胞数,促进造血功能的恢复。结论∶不同比例PG-OJ可以缓解CTX所致骨髓抑制,其中最佳比例是PG-OJ(2∶3)。
(3)PG-OJ配伍对骨髓抑制小鼠的保护作用机制研究。方法∶网络药理学预测PG-OJ(2∶3)治疗骨髓抑制相关靶点,Westernblot进一步验证分析。结果∶通过网络药理学分析,获得了与PG-OJ相关的16种活性成分、40个靶点和32条途径。KEGG数据分析表明32条信号通路主要涉及信号转导、疾病相关和代谢相关途径,包括JAK-STAT信号通路、PI3K-AKT信号通路、p53信号通路等,并且JAK-STAT信号通路具有较高的富集度和差异基因数。因此推测PG-OJ(2∶3)治疗骨髓抑制可能与JAK/STAT信号通路相关。Westernblot结果进一步验证表明,PG-OJ(2∶3)可以上调JAK2、STAT5和Bal-2蛋白的表达,下调Bax和Caspase3的表达。结论∶PG-OJ(2∶3)通过调控JAK2/STAT5通路和凋亡通路上来缓解化疗后小鼠的骨髓抑制。其机制是上调JAK2和STAT5蛋白的表达来发挥骨髓抑制的保护作用;通过上调Bal-2蛋白,下调Bax和Caspase3的表达,从而发挥抗骨髓细胞凋亡的作用。
2、PG-OJ配伍抗心律失常作用研究。
(1)PG-OJ配伍对氯化钡(BaCl2)致大鼠心律失常的作用研究。方法∶实验前30分钟经口给药PG-OJ配伍混煎物,然后以BaCl2诱导的大鼠心律失常;监测心电图变化,观察心律失常的发生时间和持续时间;测定血清中的生化指标和心室组织中关键酶的活性。结果∶PG-OJ(2∶3)预处理可以明显延长心律失常的发生时间和缩短心律失常的持续时间,降低血清中CK-MB和MDA的活性,升高CAT、SOD的活性。此外,PG-OJ(2∶3)可以升高心脏组织中Na+/K+?ATPase和Ca2+/Mg2+?ATPase的活性。结论∶PG-OJ(2∶3)预处理对BaCl2诱导的大鼠心律失常有保护作用。
(2)PG-OJ配伍对乌头碱(Aconitine)致大鼠心律失常的作用研究。方法∶实验前30分钟经口给药PG-OJ配伍混煎物,然后以Aconitine诱导的大鼠心律失常;通过心电图观察室性早搏(VP)的发生时间、室速(VT)的发生时间和持续时间;测定血清中因子的表达水平;根据试剂盒说明书测定组织中关键酶的活性。结果∶PG-OJ(2∶3)预处理可以明显延长VP和VT的发生时间,缩短VT的持续时间,提高血清中CAT和SOD的活性,降低AST和MDA的活性。此外,PG-OJ(2∶3)可以提高心肌组织中Na+/K+?ATPase和Ca2+?ATPase的活性。结论∶PG-OJ(2∶3)预处理可以保护Aconitine诱导的大鼠心律失常。
3、人参二醇组和人参三醇组皂苷抗心律失常作用研究。
(1)探讨人参二醇组和人参三醇组皂苷对BaCl2诱导大鼠心律失常的活性对比及其机制。方法∶实验前30分钟分别腹腔注射给药各人参二醇组和人参三醇组单体皂苷,然后以BaCl2诱导的大鼠心律失常;监测心电图变化,观察心律失常的发生时间和持续时间;测定血清中相关酶的活性;分子对接模拟人参皂苷与靶点的对接效果,探讨可能的机制。结果∶人参三醇组皂苷的抗心律失常活性优于人参二醇组皂苷,并且人参皂苷Rk3效果最佳,人参皂苷Rk3可以明显延长心律失常的发生时间和缩短心律失常的持续时间,降低血清中CK-MB的活性,升高CAT、Na+/K+?ATPase和Ca2+/Mg2+?ATPase的活性。在模拟5种分子与心律失常相关PKA蛋白靶点的对接结果中,人参皂苷Rk3表现出较好的结合力。结论∶人参皂苷Rk3通过调节PKA活性对BaCl2诱导的大鼠心律发挥抗心律失常作用。
(2)探讨人参二醇组和人参三醇组皂苷对Aconitine诱导大鼠心律失常的活性对比及其机制。方法∶实验前30分钟分别腹腔注射给药各人参二醇组和人参三醇组单体皂苷,然后以Aconitine诱导的大鼠心律失常;心电图观察心律失常的发生时间和持续时间;测定血清中关键酶的活性;分子对接预测人参皂苷与关键蛋白的对接效果,阐明其作用机制。结果∶人参二醇组皂苷的抗心律失常活性优于人参三醇组皂苷,并且人参皂苷Rb1效果最佳。人参皂苷Rb1可以明显延长VP和VT的发生时间,缩短VT的持续时间,提高血清中SOD、Na+/K+?ATPase和Ca2+?ATPase的活性,降低MDA的活性。分子对接结果表明,人参皂苷Rb1与PI3K蛋白表现出较好的结合姿态。结论∶人参皂苷Rk3有明显的抗心律失常活性,其作用机制与调节PI3K/AKT信号通路有关。
4、人参二醇组和人参三醇组皂苷对Aconitine所致H9c2细胞的损伤研究。
对比人参二醇组和人参三醇组皂苷对Aconitine所致H9c2细胞损伤的作用。方法∶建立Aconitine诱导的H9c2细胞损伤模型,测定各人参二醇组和人参三醇组单体皂苷对Aconitine诱导心肌细胞损伤的影响;CCK-8测定乌头碱的毒性剂量;LDH、CK-MB、AST试剂盒检测细胞的损伤程度;流式细胞仪分析线粒体膜电位变化以及细胞内ROS的生成;Hoechst33258染色技术检测细胞核凋亡;流式细胞仪和激光共聚焦观察细胞内Ca2+离子浓度变化。结果∶人参三醇组皂苷对H9c2细胞的保护作用优于人参二醇组皂苷,且人参皂苷Rb1效果最强。人参皂苷Rb1显著降低细胞外LDH、CK-MB、AST的含量,降低氧化应激水平,减少线粒体膜电位变化。同时,人参皂苷Rb1可以调节乌头碱刺激导致细胞内Ca2+浓度超载,维持细胞浓度平衡。结论∶人参皂苷Rb1减缓乌头碱对细胞的损伤作用可能与调节降低氧化应激水平,平衡细胞内Ca2+浓度有关。
1、PG-OJ配伍混煎前后化学成分变化及对小鼠骨髓抑制的作用研究。
(1)不同比例PG-OJ配伍混煎化学成分变化分析。采用HPLC法对不同比例PG-OJ中15种人参皂苷、麦冬皂苷D和鲁斯可皂苷元的含量进行测定。并探讨PG-OJ在加工过程中对人参皂苷、麦冬皂苷D和鲁斯可皂苷元的促进转化作用。结果表明,当麦冬的比例小于50%的时候,常规人参皂苷向稀有人参皂苷的转化受到抑制;当麦冬的比例大于50%的时候,在PG-OJ(1∶2)、PG-OJ(2∶3)组中,常规人参皂苷的转化增加,并且PG-OJ(2∶3)组中常规人参皂苷的转化率最高。此外,PG-OJ(2∶3)组可以促进麦冬皂苷D和鲁斯可皂苷元的溶出。可见,PG-OJ配伍促进常规人参皂苷向稀有人参皂苷转化,增加了麦冬皂苷D和鲁斯可皂苷元的溶出度;从人参皂苷转化及麦冬皂苷(元)溶出的角度,最佳配伍比例是PG-OJ(2∶3)。
(2)PG-OJ配伍对环磷酰胺(CTX)诱导骨髓抑制小鼠的保护作用。方法∶建立骨髓抑制小鼠模型,经口给予不同比例PG-OJ配伍煎煮提取物(实验分为9组,给药12天)。实验结束后,测定外周血中白细胞、红细胞和血小板计数及血红蛋白含量;计算胸腺脾脏指数;测定骨髓有核细胞数。结果∶不同比例PG-OJ可以明显提高外周血中白细胞、红细胞和血小板计数及血红蛋白含量,特别是PG-OJ(1∶2)和PG-OJ(2∶3);PG-OJ(2∶3)可以显著提高胸腺指数,降低脾脏指数;同时,PG-OJ(2∶3)可以增加骨髓有核细胞数,促进造血功能的恢复。结论∶不同比例PG-OJ可以缓解CTX所致骨髓抑制,其中最佳比例是PG-OJ(2∶3)。
(3)PG-OJ配伍对骨髓抑制小鼠的保护作用机制研究。方法∶网络药理学预测PG-OJ(2∶3)治疗骨髓抑制相关靶点,Westernblot进一步验证分析。结果∶通过网络药理学分析,获得了与PG-OJ相关的16种活性成分、40个靶点和32条途径。KEGG数据分析表明32条信号通路主要涉及信号转导、疾病相关和代谢相关途径,包括JAK-STAT信号通路、PI3K-AKT信号通路、p53信号通路等,并且JAK-STAT信号通路具有较高的富集度和差异基因数。因此推测PG-OJ(2∶3)治疗骨髓抑制可能与JAK/STAT信号通路相关。Westernblot结果进一步验证表明,PG-OJ(2∶3)可以上调JAK2、STAT5和Bal-2蛋白的表达,下调Bax和Caspase3的表达。结论∶PG-OJ(2∶3)通过调控JAK2/STAT5通路和凋亡通路上来缓解化疗后小鼠的骨髓抑制。其机制是上调JAK2和STAT5蛋白的表达来发挥骨髓抑制的保护作用;通过上调Bal-2蛋白,下调Bax和Caspase3的表达,从而发挥抗骨髓细胞凋亡的作用。
2、PG-OJ配伍抗心律失常作用研究。
(1)PG-OJ配伍对氯化钡(BaCl2)致大鼠心律失常的作用研究。方法∶实验前30分钟经口给药PG-OJ配伍混煎物,然后以BaCl2诱导的大鼠心律失常;监测心电图变化,观察心律失常的发生时间和持续时间;测定血清中的生化指标和心室组织中关键酶的活性。结果∶PG-OJ(2∶3)预处理可以明显延长心律失常的发生时间和缩短心律失常的持续时间,降低血清中CK-MB和MDA的活性,升高CAT、SOD的活性。此外,PG-OJ(2∶3)可以升高心脏组织中Na+/K+?ATPase和Ca2+/Mg2+?ATPase的活性。结论∶PG-OJ(2∶3)预处理对BaCl2诱导的大鼠心律失常有保护作用。
(2)PG-OJ配伍对乌头碱(Aconitine)致大鼠心律失常的作用研究。方法∶实验前30分钟经口给药PG-OJ配伍混煎物,然后以Aconitine诱导的大鼠心律失常;通过心电图观察室性早搏(VP)的发生时间、室速(VT)的发生时间和持续时间;测定血清中因子的表达水平;根据试剂盒说明书测定组织中关键酶的活性。结果∶PG-OJ(2∶3)预处理可以明显延长VP和VT的发生时间,缩短VT的持续时间,提高血清中CAT和SOD的活性,降低AST和MDA的活性。此外,PG-OJ(2∶3)可以提高心肌组织中Na+/K+?ATPase和Ca2+?ATPase的活性。结论∶PG-OJ(2∶3)预处理可以保护Aconitine诱导的大鼠心律失常。
3、人参二醇组和人参三醇组皂苷抗心律失常作用研究。
(1)探讨人参二醇组和人参三醇组皂苷对BaCl2诱导大鼠心律失常的活性对比及其机制。方法∶实验前30分钟分别腹腔注射给药各人参二醇组和人参三醇组单体皂苷,然后以BaCl2诱导的大鼠心律失常;监测心电图变化,观察心律失常的发生时间和持续时间;测定血清中相关酶的活性;分子对接模拟人参皂苷与靶点的对接效果,探讨可能的机制。结果∶人参三醇组皂苷的抗心律失常活性优于人参二醇组皂苷,并且人参皂苷Rk3效果最佳,人参皂苷Rk3可以明显延长心律失常的发生时间和缩短心律失常的持续时间,降低血清中CK-MB的活性,升高CAT、Na+/K+?ATPase和Ca2+/Mg2+?ATPase的活性。在模拟5种分子与心律失常相关PKA蛋白靶点的对接结果中,人参皂苷Rk3表现出较好的结合力。结论∶人参皂苷Rk3通过调节PKA活性对BaCl2诱导的大鼠心律发挥抗心律失常作用。
(2)探讨人参二醇组和人参三醇组皂苷对Aconitine诱导大鼠心律失常的活性对比及其机制。方法∶实验前30分钟分别腹腔注射给药各人参二醇组和人参三醇组单体皂苷,然后以Aconitine诱导的大鼠心律失常;心电图观察心律失常的发生时间和持续时间;测定血清中关键酶的活性;分子对接预测人参皂苷与关键蛋白的对接效果,阐明其作用机制。结果∶人参二醇组皂苷的抗心律失常活性优于人参三醇组皂苷,并且人参皂苷Rb1效果最佳。人参皂苷Rb1可以明显延长VP和VT的发生时间,缩短VT的持续时间,提高血清中SOD、Na+/K+?ATPase和Ca2+?ATPase的活性,降低MDA的活性。分子对接结果表明,人参皂苷Rb1与PI3K蛋白表现出较好的结合姿态。结论∶人参皂苷Rk3有明显的抗心律失常活性,其作用机制与调节PI3K/AKT信号通路有关。
4、人参二醇组和人参三醇组皂苷对Aconitine所致H9c2细胞的损伤研究。
对比人参二醇组和人参三醇组皂苷对Aconitine所致H9c2细胞损伤的作用。方法∶建立Aconitine诱导的H9c2细胞损伤模型,测定各人参二醇组和人参三醇组单体皂苷对Aconitine诱导心肌细胞损伤的影响;CCK-8测定乌头碱的毒性剂量;LDH、CK-MB、AST试剂盒检测细胞的损伤程度;流式细胞仪分析线粒体膜电位变化以及细胞内ROS的生成;Hoechst33258染色技术检测细胞核凋亡;流式细胞仪和激光共聚焦观察细胞内Ca2+离子浓度变化。结果∶人参三醇组皂苷对H9c2细胞的保护作用优于人参二醇组皂苷,且人参皂苷Rb1效果最强。人参皂苷Rb1显著降低细胞外LDH、CK-MB、AST的含量,降低氧化应激水平,减少线粒体膜电位变化。同时,人参皂苷Rb1可以调节乌头碱刺激导致细胞内Ca2+浓度超载,维持细胞浓度平衡。结论∶人参皂苷Rb1减缓乌头碱对细胞的损伤作用可能与调节降低氧化应激水平,平衡细胞内Ca2+浓度有关。