基于钙/钙调蛋白依赖性激酶Ⅱ通路探讨室性心律失常发生的分子机制及养心定悸胶囊的调控作用

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第一部分异丙肾上腺素诱导SD大鼠室性心律失常及养心定悸胶囊的拮抗作用目的:观察异丙肾上腺素(ISO)诱导的室性心律失常(VA)模型大鼠一般情况、VA发生率、心肌损伤程度及心肌组织病理变化;探讨养心定悸胶囊(YXDJ)对大鼠VA影响,为YXDJ的临床应用提供实验依据。方法:1.动物分组和药物干预:取健康雄性SD大鼠60只。随机分为对照组和5个实验组:模型组、西药组、中药低剂量组、中药中剂量组、中药高剂量组,每组10只。中药低、中、高剂量组分别给予YXDJ 0.5、1.0、2.0g/(kg·d);西药组给予盐酸普萘洛尔15mg/(kg·d);对照组、模型组给予等体积生理盐水,各组均灌胃给药,连续7天。2.模型制备:实验组在灌胃后2小时给予盐酸异丙肾上腺素(ISO)5mg/(kg·d)皮下注射,连续6天;第七天,准确称取大鼠质量(BW),麻醉,ISO 3mg/kg腹腔注射诱发室性心律失常,记录模型制备过程中大鼠死亡情况并计算死亡率。3.检测指标与方法:采用BL-420F生理机能实验系统监测心电图1小时,计算VA、室性心动过速(VT)和室性早搏(VP)发生率;心电图监测完毕后,经股动脉取血并取心脏组织,准确称取心脏质量(HW)并计算心脏质量指数(HWI),HWI=HW/BW;采用全自动生化分析仪检测血清肌酸激酶同工酶(CK-MB)水平;采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清肌钙蛋白(cTnI)水平;采用苏木精-伊红染色(HE)观察心肌组织病理形态改变;采用2,3,5-氯化三苯基四氮唑染色(TTC)观察心肌损伤程度。4.统计学处理:正态分布计量资料结果采用均数±标准差((?)±S)表示。使用SPSS 21.0统计软件进行数据分析,单因素方差分析用于各组间差异比较,两组之间的比较采用Tukey,计数资料及率的比较用卡方检验,以P<0.05表示差异具有统计学意义。结果:1.各组大鼠一般情况和死亡率比较:对照组大鼠进食量、饮水量稳定,体质量增长稳定,反应敏捷。模型组大鼠进食量、饮水量均有所下降,体质量增长缓慢,反应能力减弱。西药组和中药组大鼠进食量、饮水量均有所上升,体质量增长较稳定,反应能力较敏捷。与对照组相比,模型组大鼠死亡率未见明显升高(P>0.05)。与模型组相比,西药组、中药组大鼠死亡率未见明显下降(P>0.05)。2.各组大鼠HWI比较:与对照组相比,模型组大鼠HWI明显升高(P<0.01)。与模型组相比,西药组和中药高剂量组大鼠HWI明显降低(P<0.01);中药低剂量组和中药中剂量组大鼠HWI显著降低(P<0.01或P<0.05)。3.各组大鼠VA发生率比较:对照组大鼠心电图基本正常。模型组大鼠心电图均发生不同程度的VA,以VP、VT为主。西药组和中药组大鼠心电图VT、VP程度明显改善,少数大鼠表现正常。与对照组相比,模型组大鼠VA、VT、VP发生率显著升高(P<0.01)。与模型组相比,西药组大鼠VT、VP发生率显著降低(P<0.05),而VA发生率降低,但无统计学意义;中药高剂量组大鼠VT发生率显著降低(P<0.05),VA、VP发生率降低,但无统计学意义。4.各组大鼠血清心肌酶与心肌蛋白水平比较:与对照组相比,模型组大鼠血清CK-MB、cTnI水平升高(P<0.01)。与模型组相比,西药组、中药中、高剂量组大鼠血清CK-MB、cTnI水平降低(P<0.01或P<0.05);中药低剂量组大鼠血清CK-MB明显降低(P<0.01)。5.各组大鼠心肌损伤程度比较:TTC染色显示,与对照组相比,模型组大鼠心肌损伤程度明显加重(P<0.01)。与模型组相比,西药组、中药组大鼠心肌损伤程度明显减轻(P<0.01)。6.各组大鼠心肌组织病理改变比较:HE染色显示,对照组大鼠心肌组织未见明显异常;模型组大鼠心肌组织出现排列紊乱、边界不清和溶解坏死等现象;西药组、中药组大鼠心肌组织明显改善。第二部分异丙肾上腺素诱导的氧化应激和炎症反应在室性心律失常发生中的作用及养心定悸胶囊的影响目的:观察VA模型大鼠心肌细胞氧化应激程度及炎症因子表达情况,明确YXDJ对VA大鼠氧化应激和炎症反应影响,探讨YXDJ对心肌保护作用机制。方法1.动物分组、药物干预及模型制备方法同第一部分。2.检测指标与方法:采用水溶性四氮唑(WST-1)法检测血清SOD活性、采用硫代巴比妥酸(TBA)法检测血清丙二醛(MDA)水平、采用微板法检测血清谷胱甘肽(GSH)水平、采用硝酸还原酶法检测血清一氧化氮(NO)水平,采用ELISA法检测血清白介素-6(IL-6)、白介素1β(IL-1β)、转化生长因子-α(TNF-α)水平;采用Real time-PCR检测心肌组织烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶2/4(NOX2/4)表达;采用SABC法检测心肌细胞NOX4表达。3.统计学处理同第一部分。结果:1.各组大鼠血清SOD活性及GSH水平比较:与对照组相比,模型组大鼠血清SOD活性及GSH水平明显降低(P<0.01)。与模型组相比,西药组、中药中、高剂量组大鼠血清SOD活性及GSH水平显著升高(P<0.01);中药低剂量组大鼠血清SOD活性未见明显升高(P>0.05),而GSH水平显著升高(P<0.01)。2.各组大鼠血清MDA水平比较:与对照组相比,模型组大鼠血清MDA水平明显升高(P<0.01)。与模型组相比,西药组、中药高剂量组大鼠血清MDA水平明显降低(P<0.05);中药中、低剂量组大鼠血清MDA水平未见明显降低(P>0.05)。3.各组大鼠血清NO水平比较:与对照组相比,模型组大鼠血清NO水平明显升高(P<0.01)。与模型组相比,西药组、中药组大鼠血清NO水平明显降低(P<0.01)。4.各组大鼠心肌组织NOX2mRNA、NOX4mRNA表达比较:与对照组相比,模型组大鼠心肌组织NOX2mRNA、NOX4mRNA表达水平显著增高(P<0.01)。与模型组相比,西药组、中药中、高剂量组大鼠心肌组织NOX2 mRNA、NOX4mRNA表达水平显著降低(P<0.01或P<0.05);中药低剂量组降低,但无统计学意义。5.SABC法检测大鼠心肌细胞NOX4分子蛋白表达:与对照组相比,模型组大鼠心肌细胞NOX4表达明显增强。与模型组相比,西药组、中药组大鼠心肌细胞NOX4表达明显减弱。6.各组大鼠血清炎性因子水平比较:与对照组相比,模型组大鼠血清IL-6、IL-1β、TNF-α水平显著增高(P<0.01)。与模型组相比,西药组大鼠血清IL-6、IL-1β、TNF-α水平显著降低(P<0.01或P<0.05);中药中、高剂量组大鼠血清IL-6、IL-1β水平显著降低(P<0.01或P<0.05),TNF-α水平降低,但无统计学意义第三部分异丙肾上腺素诱导的室性心律失常大鼠心肌细胞CaMKⅡ与SERCA2的表达及养心定悸胶囊的影响目的:观察室性心律失常模型大鼠心肌组织钙/钙调蛋白依赖性激酶Ⅱ(CaMKⅡ)、钙泵(SERCA2)表达水平,探索YXDJ对CaMKⅡ、SERCA2表达影响,进一步明确YXDJ抗VA的分子机制。方法:1.动物分组、药物干预及模型制备方法同第一部分。2.检测指标与方法:采用微板法检测心肌组织Ca2+含量;采用ELISA法检测心肌细胞CaMKⅡ活性;采用Real time-PCR检测心肌组织SERCA2及CaMKⅡδmRNA表达水平;采用SABC法检测心肌细胞CaMKⅡ表达;采用Western blot检测心肌细胞CaMKⅡ、氧化CaMKⅡ(OX-CaMKⅡ)、磷酸化受磷蛋白(P-PLB)以及SERCA2的表达。3.统计学处理同第一部分。结果:1.各组大鼠心肌组织Ca2+水平比较:与对照组相比,模型组大鼠心肌组织Ca2+水平显著升高(P<0.01)。与模型组相比,西药组、中药中、高剂量组大鼠心肌组织Ca2+水平显著降低(P<0.01),中药低剂量组心肌组织Ca2+水平降低不明显(P>0.05)。2.Real time-PCR检测大鼠心肌组织CaMKⅡδmRNA表达:与对照组相比,模型组大鼠心肌组织CaMKⅡδmRNA表达水平显著升高(P<0.01)。与模型组相比,西药组和中药组大鼠心肌组织CaMKⅡδmRNA表达水平显著降低(P<0.01或P<0.05)。3.各组大鼠心肌细胞CaMKⅡ活性比较:与对照组相比,模型组大鼠心肌细胞CaMKⅡ活性显著升高(P<0.01)。与模型组相比,西药组和中药中、高剂量组大鼠心肌细胞CaMKⅡ活性显著降低(P<0.05);中药低剂量组大鼠心肌细胞CaMKⅡ活性降低不明显(P>0.05)。4.SABC法检测大鼠心肌细胞CaMKⅡ分子蛋白表达:与对照组相比,模型组大鼠心肌细胞CaMKⅡ表达显著增强(P<0.01)。与模型组相比,西药组、中药中、高剂量组大鼠心肌细胞CaMKⅡ表达显著减弱(P<0.01),中药低剂量组大鼠心肌细胞CaMKⅡ表达未见明显减弱(P>0.05)。5.Western blot检测大鼠心肌细胞OX-CaMKⅡ、CaMKⅡ分子蛋白表达:与对照组相比,模型组大鼠心肌细胞OX-CaMKⅡ、CaMKⅡ表达水平显著升高(P<0.01)。与模型组相比,西药组、中药中、高剂量组大鼠心肌细胞OX-CaMKⅡ、CaMKⅡ表达水平显著降低(P<0.05或P<0.01);中药低剂量组大鼠心肌细胞OX-CaMKⅡ表达水平未见明显降低(P>0.05),而CaMKⅡ表达水平显著性降低(P<0.05)。6.Real time-PCR检测大鼠心肌组织SERCA2 mRNA表达:与对照组相比,模型组大鼠心肌组织SERCA2 mRNA表达水平显著降低(P<0.01)。与模型组相比,西药组、中药组大鼠心肌组织SERCA2 mRNA表达水平显著升高(P<0.05或P<0.01)。7.Western blot检测大鼠心肌细胞SERCA2分子蛋白表达:与对照组相比,模型组大鼠心肌细胞SERCA2蛋白表达水平显著降低(P<0.01)。与模型组相比,西药组、中药中、高剂量组大鼠心肌细胞SERCA2蛋白表达水平显著升高(P<0.05或P<0.01);中药低剂量组大鼠心肌细胞SERCA2蛋白表达水平未见明显升高(P>0.05)。8.Western blot检测大鼠心肌细胞P-PLB分子蛋白表达:与对照组相比,模型组大鼠心肌细胞P-PLB蛋白表达水平显著升高(P<0.01)。与模型组相比,西药组、中药组大鼠心肌细胞P-PLB蛋白表达水平显著降低(P<0.05或P<0.01)。结论:1.ISO可诱导SD大鼠心肌细胞损伤,并发生明显的室性心律失常,其机制可能与诱导心肌细胞氧化应激和炎症反应,进而激活CaMKⅡ、抑制SERCA2活性有关。2.养心定悸胶囊可以减轻心肌细胞氧化应激和炎症反应,调控CaMKⅡ通路,抑制SERCA2活性,拮抗室性心律失常发生。
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