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运用宏观观察、细胞培养等研究方法探讨中药护心灵对实验性心肌缺血大鼠缺血复灌注后心肌保护作用及其分子机制,为护心灵的进一步推广提供分子基础。
本研究分为两部分:
一、护心灵对急性心肌缺血的保护作用及对VEGF、bFGF及IMA的影响
方法:Wistar大鼠,随机分为假手术组、生理盐水组、复方丹参组和护心灵组4组,每组10只灌位给药。复方丹参组按0.68g/kg体重给药,护心灵组按200mg/kg体重给药、用温生理盐水配成体积分数为50%的混悬液。假手术组和生理盐水组均采取灌胃给药给予等容量的温生理盐水,每日1次,连续10天。末次给药后1h,进行冠状动脉结扎手术。用20%乌拉坦5ml/kg腹腔注射浅麻醉大鼠,背位固定,用橡皮球套住大鼠头部,连接人工呼吸机进行人工呼吸,呼吸频率大约为55次/min,颈动脉插管连接多导生理记录仪。胸部去毛、常规消毒,沿左锁骨中线纵行切开皮肤约2cm,于心尖搏动明显处拉开胸廓,小心暴露心脏,剪开心包,轻压右侧胸廓,微微挤出心脏,于左心耳根部与肺动脉圆椎间结扎左冠状动脉,假手术组只在结扎部位穿线,不结扎。其余各组在缺血45min后恢复冠脉血流120min,心脏取血,取心脏后结束实验。并对缺血再灌注后内皮素(endothelin,ET)、一氧化氮(nitrogenmonoxidum,NO)、血栓素B2(thromboxaneB2,TXB2)、6酮前列腺素F1a(6-keto-prostaglandinF1a,6-Keto-PGF1a)、TXB2/6-Keto-PGF1a比值血管内皮细胞生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)及缺血性修饰白蛋白(IMA)检测,对心电图Ⅱ导联S-T段改变进行观察。
结果:(1)ET、NO、TXB2、6-Keto-PGF1a及TXB2/6-Keto-PGF1a比值变化:实验性心肌缺血大鼠缺血复灌注后生理盐水组、复方丹参组和护心灵组ET、TXB2、TXB2/6-Keto-PGF1a比值显著高于假手术组,NO及6-Keto-PGF1a显著低于假手术组,其中护心灵组P<0.05,复方丹参组P<0.01,复方丹参组和护心灵组与生理盐水组比较则ET、TXB2、TXB2/6-Keto-PGF1a比值降低,组间有显著性差异;NO及6-Keto-PGF1a升高,组间有显著性差异。复方丹参组P<0.05,护心灵组P<0.01。(2)VEGF、bFGF及IMA变化:在心肌缺血再灌注后复方丹参组和护心灵组大鼠与生理盐水组比较,VEGF、bFGF均出现显著升高,其中复方丹参组P<0.05,护心灵组P<0.01。假手术组VEGF、bFGF含量由于较少未检测出;IMA含量生理盐水组、复方丹参组和护心灵组与假手术组比较,则显著升高,其中护心灵组P<0.05,复方丹参组P<0.01,而复方丹参组和护心灵组与生理盐水组比较则显著降低,复方丹参组P<0.05,护心灵组P<0.01。(3)心电图Ⅱ导联S-T段改变冠状动脉结扎后30min后,生理盐水组、复方丹参组和护心灵组大鼠心电图Ⅱ导联S-T段均抬高,T波高尖,呈急性心肌缺血改变,生理盐水组S-T段抬高明显,与T波融合成抛物线,而复方丹参组和护心灵组的抬高幅度较小。缺血再灌注30min后各组大鼠心电图S-T段仍然继续抬高,但增加幅度逐渐下降,缺血再灌注30min后复方丹参组和护心灵组与生理盐水组比较,S-T段抬高较轻(P<0.01)。
结论:复方丹参和护心灵均能显著提高急性缺血大鼠内皮源性因子NO及6-Keto-PGF1a、VEGF、bFGF水平,降低ET、TXB2水平,对大鼠实验性缺血心肌均具有保护作用,其中以护心灵组组间差异更大。同时能促进VEGF、bFGF的表达,而对照组没有表达。提示这可能是HXL对抗心肌缺血的机制之一。
二、护心灵对缺氧培养的原代心肌细胞VEGF、bFGF表达的影响方法:Wistar大鼠30只随机分空白对照组、HXL高剂量组(HXLmax)组和HXL低剂量组(HXLmin)组,每组10只,空白对照组灌胃给予生理盐水10mL/kg体重、HXLmax组给予护心灵500mg/kg体重,HXLmin组给予护心灵200mg/kg体重。灌胃前依据体重计算HXL给药量,生理盐水配制成等体积混悬液,每日灌胃1次,连续14d后处死,心内采血,制备含药血清。取出生1~2d内的Wistar乳鼠(雌雄不拘),无菌条件下取心室肌,原代培养心肌细胞。原代培养第5d将心肌细胞随机分为正常对照组(不加含药血清);生理盐水组(加入仅给予生理盐水的大鼠血清);HXLmin组(加入给予药物低剂量大鼠含药血清)和HXLmax组(加入给予药物高剂量大鼠含药血清)。每组标本分成两部分,一半正常条件继续培养24h,另一半置于缺氧条件下继续培养24h后固定,用SABC法进行细胞免疫组化染色检测VEGF、bFGF表达。
结果:正常条件培养的各组心肌细胞均无VEGF、bFGF表达;缺氧处理后各组细胞VEGF、bFGF均有表达。VEGF各组阳性细胞率分别为HXLmax组(20±2.9个/100细胞),HXLmin组(26±1.8个/100细胞),统计检验无差异(P>0.05)。而生理盐水组仅见零星表达(2±0.8个/100细胞)。在正常氧压培养下的细胞各组均无表达。bFGF在缺氧各组可见少量表达(6±1.1个/100细胞)。
结论:本实验提示缺氧可以刺激心肌细胞VEGF、bFGF表达,HXL能够使缺氧状态下心肌细胞VEGF表达量增加,提示这可能是HXL对抗心肌缺氧的机制之一。