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目的:心血管疾病的发生率和致死率一直居于全球首位,且呈逐年上升的趋势,动脉粥样硬化是导致心血管疾病发生的主要病理基础和关键环节。三七及三七皂苷相关制剂临床广泛应用于心血管疾病的治疗,然而其效应相关物质基础尚待进一步阐明。本课题以ApoE基因敲除(ApoE-/-)小鼠为研究对象,加高脂饲料模拟动脉粥样硬化发病过程,探索三七皂苷抗动脉粥样硬化的活性组分及其效应相关机制,为临床用药提供科学的实验依据和理论基础。 方法:本课题分三部分:1.动脉粥样硬化模型复制:9周龄ApoE-/-小鼠喂饲高脂饲料8周,通过H&E染色和油红O染色观察主动脉病理形态学的改变;生化分析检测血清中血脂(TC、TG、LDL和HDL)水平。2.三七总皂苷(Panaxnotoginsenoside saponins,PNS)抗动脉粥样硬化的效应研究:体外细胞学实验:(1)细胞模型制备:用LPS诱导小鼠巨噬细胞系RAW264.7细胞产生炎症反应和氧化应激。(2)药物干预:用不同浓度的PNS进行干预(50 ug/mL,100 ug/mL,200 ug/mL及400 ug/mL)。(3)基因表达分析:采用Real Time-PCR分析RAW264.7细胞炎症相关因子(IL1β、IL6、TNF和ICAM1)和氧化应激相关基因(Nrf2、HO-1、SOD1和SOD2)的表达水平。在体动物实验:(1)分组与给药:将9周龄ApoE-/-小鼠随机分为模型组、PNS低剂量组(50 mg/kg bw),PNS中剂量组(100 mg/kg bw),PNS高剂量组(200mg/kg bw)。接受溶剂治疗的C57BL/6J小鼠及ApoE-/-小鼠分别作为正常对照及模型对照。腹腔注射进行干预8周。(2)病理学检查:通过H&E染色,Massons trichrome染色和油红O染色分别对主动脉病理形态学改变、血管纤维化及脂质沉积进行观察。3.三七皂苷R1抗动脉粥样硬化的作用及其机制研究:(1)分组与给药:将C57BL/6J小鼠作为正常对照组,将ApoE-/-小鼠随机分为模型对照组和三七皂苷R1组(25 mg/kg bw)。正常对照及模型对照接受溶剂治疗。腹腔注射8周进行干预。(2)病理学检查:主动脉:通过H&E染色,油红O染色和Massons trichrome染色观察主动脉病理形态学、纤维化及脂质沉积相关改变。DHE荧光探针检测主动脉原位ROS含量。免疫组织化学检测F4/80阳性巨噬细胞聚集程度。肝脏:通过H&E染色和油红O染色观察肝脏病理形态学及脂质沉积相关改变。(3)生化分析检测血清中血脂(TC、TG、LDL和HDL)和氧化应激相关因子(GSH和MDH)水平。ELISA检测血清中炎症因子(IL2、IL6、TNFα、IFNγ和oxLDL)和SOD含量。(4)主动脉microRNA表达分析:从石蜡包埋的胸主动脉组织中切取含有斑块的主动脉样本,抽提miRNA。采用Real time-PCR分析主动脉miR-20a、miR-21、miR-26a、miR-126a、miR-132、miR-146a和miR-155表达。(5)脂质代谢相关基因及miR-26a肝脏表达分析:提取肝脏组织总RNA,采用Real-time PCR分析肝脏PPARγ、LXRα、ABCA1和SRBI基因的表达以及miR-26a表达。 结果:1.动脉粥样硬化模型复制:经过8周高脂饮食喂养,H&E染色结果表明ApoE-/-小鼠主动脉内膜出现大量斑块;油红O染色显示ApoE-/-小鼠主动脉斑块上出现大量脂滴;通过检测血脂水平发现:与空白对照组相比,模型组小鼠血清中TC、TG和LDL水平显著上升(P<0.01),HDL水平显著降低(P<0.01),提示动脉粥样硬化模型复制成功。2.三七总皂苷抗动脉粥样硬化斑块的效应研究:(1) Real time-PCR结果显示:与空白组对比,模型组的炎症相关基因IL1β、IL6、TNF和ICAM1的表达显著上调(P<0.01),氧化应激相关基因Nrf2、HO-1和SOD1的表达无差异,仅SOD2的表达有反应性上调(P<0.01);与模型组对比,PNS各浓度均能显著下调IL1β、IL6、TNF和ICAM1的表达(P<0.01),不同程度上调Nrf2、HO-1、SOD1和SOD2的表达(P<0.05或P<0.01)。(2)主动脉H&E染色、油红O染色和Massons trichrome染色结果显示,与模型组比较,PNS低、中、高剂量均能不同程度减小斑块面积、减少斑块上的脂质沉积和减小斑块纤维化面积(P<0.05)。3.三七皂苷R1抗动脉粥样硬化的作用及其机制研究:(1)主动脉H&E染色、油红O染色和Massons trichrome染色结果显示,与空白组相比,模型组小鼠主动脉内膜上出现大量斑块,斑块上出现大量脂滴且斑块严重纤维化,三七皂苷R1能显著减小斑块面积,同时减少斑块上的脂质沉积和纤维化(P<0.05)。主动脉原位ROS荧光探针检测结果表明,模型组小鼠主动脉斑块部位荧光强度明显增强,三七皂苷R1能显著减弱主动脉斑块荧光。免疫组织化学结果显示,模型组斑块部位F4/80免疫阳性显著增强;与模型组对比,三七皂苷R1能显著减少斑块部位F4/80免疫阳性。(2)通过检测血脂水平发现:与空白对照组相比,模型组小鼠血清中TC、TG和LDL水平显著上升(P<0.01),HDL水平显著降低(P<0.01);与模型组对比,三七皂苷R1组小鼠血清中TC和TG水平显著下调(P<0.01,P<0.05),HDL水平显著升高(P<0.05),对LDL水平无调节作用。(3)通过检测血清中炎症因子水平发现:与空白对照组相比,模型组小鼠血清中IL2、IL6、TNFα、IFNγ和oxLDL水平显著上升(P<0.01);与模型组对比,三七皂苷R1组小鼠血清中IL2、IL6、TNFα、IFNγ和oxLDL水平显著下降(P<0.01)。(4)通过检测血清中与氧化应激相关因子水平发现:与空白对照组比较,模型组小鼠血清MDH水平显著上升(P<0.01),GSH和SOD水平显著下降(P<0.01)。与模型组比较,三七皂苷R1显著降低MDH水平,显著升高GSH和SOD水平(P<0.01)。(5)主动脉斑块miRNA表达分析结果表明:与正常对照比较,模型组主动脉miR-21、miR-26a、miR-126a、miR-132、miR-146a和miR-155的表达水平显著升高,miR-20a的表达水平显著降低,差异具有统计学意义(P<0.01)。与模型组比较,三七皂苷R1治疗后主动脉miR-21、miR-26a和miR-126a的表达水平显著下降,miR-20a的表达水平显著升高,差异具有统计学意义(P<0.05或P<0.01);miR-132、miR-146a、miR-155的表达水平下降,但无统计学意义。(6)肝脏H&E染色和油红O染色结果显示:与正常对照组比较,模型组小鼠肝组织出现大量空泡样变,变性的肝细胞肿胀,肝细胞内见大量脂肪空泡和脂质沉积。与模型组比较,三七皂苷R1能显著减轻肝细胞肿胀,减少脂肪空泡和腊质沉积。(7)肝脏脂质代谢相关基因和miRNA表达分析结果提示:与模型组比较,三七皂苷R1治疗显著上调肝脏PPARγ、LXRα、ABCA1和SRBI的表达水平(P<0.05或P<0.01),显著下调肝脏miR-26a的表达水平(P<0.05)。 结论:(1) ApoE-/-小鼠喂以高脂饮食8周可形成典型的动脉粥样硬化斑块。(2)三七总皂苷具有显著的体外抗炎抗氧化作用和体内抗动脉粥样硬化斑块形成的作用。(3)三七皂苷R1具有抗动脉粥样硬化的作用,其效应可能与调节胆固醇代谢,抑制炎症反应和抑制氧化应激的作用相关。(4)三七皂苷R1抑制动脉粥样硬化的作用可能与其显著下调主动脉miR-21、miR-26a、miR-126a的水平以及显著上调miR-20a的水平相关。(5)三七皂苷R1可能是三七总皂苷抗动脉粥样硬化作用的主要活性成分之一。