吉林大学学报(医学版)  2016, Vol. 42 Issue (05): 882-886

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吕文轩, 范思佳, 李文耀, 于景文, 陈丽娟, 邓悦
LYU Wenxuan, FAN Sijia, LI Wenyao, YU Jingwen, CHEN Lijuan, DENG Yue
参红通络颗粒对ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化斑块内细胞凋亡的影响及其抗动脉粥样硬化作用机制
Influence of Shenhong Tongluo Granules in apoptosis in atherosclerosis plaques of ApoE-/- mice and its mechanisms of anti-atherosclerosis
吉林大学学报(医学版), 2016, 42(05): 882-886
Journal of Jilin University (Medicine Edition), 2016, 42(05): 882-886
10.13481/j.1671-587x.20160508

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收稿日期: 2016-03-02
参红通络颗粒对ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化斑块内细胞凋亡的影响及其抗动脉粥样硬化作用机制
吕文轩1, 范思佳1, 李文耀1, 于景文2, 陈丽娟1, 邓悦3     
1. 吉林大学第二医院心血管内科, 吉林 长春 130021;
2. 吉林省通榆县第一医院内一科, 吉林 通榆 137000;
3. 长春中医药大学附属医院心内科, 吉林 长春 130021
[摘要]: 目的: 探讨参红通络颗粒对载脂蛋白E基因缺陷(ApoE-/-)小鼠血脂水平、主动脉粥样硬化斑块及斑块内细胞凋亡的影响,阐明参红通络颗粒抗动脉粥样硬化的作用机制。 方法: 选取无特异病原(SPF)级6周龄雄性ApoE-/-小鼠40只,适应性喂养1周后,按随机数字表法分为正常对照组、模型组、低剂量中药治疗组和高剂量中药治疗组,每组10只。正常对照组给予普通饲料,其余各组小鼠通过喂饲高脂饲料建立小鼠动脉粥样硬化模型,造模成功后,低和高剂量中药治疗组小鼠分别给予参红通络颗粒5.06和10.12g·kg-1·d-1灌胃治疗6周。6周后腹腔麻醉下摘眼球取血,测定各组小鼠血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平;分离主动脉弓,行HE染色,观察各组小鼠主动脉粥样硬化斑块形态并计算斑块面积;TUNEL法检测小鼠主动脉粥样硬化斑块内细胞凋亡情况,计算凋亡指数;免疫组织化学染色法检测凋亡相关基因Bcl-2和Bax蛋白表达水平。 结果: 低剂量中药治疗组小鼠血清TG水平明显低于模型组(P<0.05),低和高剂量中药治疗组小鼠血清HDL-C水平明显高于模型组(P<0.05或P<0.01);高剂量中药治疗组小鼠血清TG和HDL-C水平均明显高于低剂量中药治疗组(P<0.05)。与模型组比较,低和高剂量中药治疗组小鼠主动脉粥样硬化斑块面积明显缩小(P<0.01),主动脉粥样斑块内细胞凋亡指数明显降低(P<0.01),主动脉粥样斑块内Bcl-2蛋白表达水平明显降低、Bax蛋白表达水平明显升高(P<0.05或P<0.01)。 结论: 参红通络颗粒能够显著升高ApoE-/-小鼠血清HDL-C水平,并通过调控Bcl-2、Bax蛋白表达抑制细胞凋亡,从而有效抑制动脉粥样斑块进展。
关键词参红通络颗粒     动脉粥样硬化     细胞凋亡     Bcl-2     Bax    
Influence of Shenhong Tongluo Granules in apoptosis in atherosclerosis plaques of ApoE-/- mice and its mechanisms of anti-atherosclerosis
LYU Wenxuan1, FAN Sijia1, LI Wenyao1, YU Jingwen2, CHEN Lijuan1, DENG Yue3     
1. Department of Cardiology, Second Hospital, Jilin University, Changchun 130021, China;
2. Department of Internal Medicine, First Hospital, Tongyu County, Jilin Province, Tongyu 137000, China;
3. Department of Cardiology, Affiliated Hospital, Changchun University of Traditional Chinese Medicine, Changchun 130021, China
[Abstract]: Objective: To explore the influence of Shenhong Tongluo Granules in the lipid levels, atherosclerosis plaques and apoptosis in the plaques of atherosclerotic apolipoprotein E (ApoE)-knokout mice, and to clarify the mechanism of Shenhong Tongluo Granules in anti-atherosclerosis. Methods: Forty SPF male mice aged six-week old were randomly divided into normal control group, model group, low dose of traditional chinese medicine(TCM) group and high dose of TCM group(n=10) after fed adaptively for 1 week. The mice in normal control group were fed with normal diet continuously, the mice in other three groups were fed with high fat diet to establish atherosclerosis model, and then the mice in low and high doses of TCM groups were respectively given Shenhong Tongluo Granules(5.06 and 10.12 g·kg-1·d-1) by gavage for 6 weeks. The levels of serum total cholesterol (TC), triglycerides (TG), low density lipoprotein cholesterol(LDL-C) and high density lipoprotein cholesterol(HDL-C) of the mice in various groups were measured after the eyeball blood was collected. The aortic arch tissue was separated, and the morphotogy and the areas of atherosclerotic plaques were observed and calculated by HE staining; the apoptosis in plaques of the mice was evaluated by TUNEL method,and the apoptosis index was calculated. The expressions of apoptosis-assoicated gene Bcl-2 and Bax protein were measured by immunohistochemical staining. Results: The serum level of TG in low dose of TCM group was lower than that in model group(P<0.05); the serum levels of HDL-C in low and high doses of TCM groups were lower than that in model group(P<0.05 or P<0.01); the serum levels of TG and HDL-C in high dose of TCM group was higher than that in low dose of TCM group(P<0.05). The areas of atherosclerotic plaques of the mice in low and high doses of TCM groups were significantly smaller than that in model group(P<0.01). The apoptosis index of mice in low and high doses of TCM groups were significantly lower than that in model group(P<0.01); the expression levels of Bcl-2 protein in atherosclerosis plaques of the mice in low and high doses of TCM groups were lower than that in model group, while the expression levels of Bax were significantly higher than that in model group(P<0.05 or P<0.01). Conclusion: Shenhong Tongluo Granules could effectively reduce the serum lipid level of ApoE-/- mice, meanwhile it could inhibit apoptosis by regulating the expressions of Bcl-2 and Bax protein, and then inhibit the progression of atherosclerotic plaques.
Key words: Shenhong Tongluo Granules     atherosclerosis     apoptosis     Bcl-2     Bax    

动脉粥样硬化(atherosclerosis,As)是严重危害人类健康的心血管疾病之一,是各种心血管疾病的病理基础,可引起急性冠状动脉综合征、急性心肌梗死甚至心源性猝死[1-2]。细胞凋亡是As病变的主要特征之一,是As的独立危险因素。As斑块内细胞过度凋亡,促使不稳定性斑块形成[3]。参红通络颗粒以国医大师任继学先生提出的“心病伏邪,蕴结成毒”的病因理论为指导,采用“益气安神、豁痰通络”的治疗方法[4]。既往相关临床研究[4-7]显示:参红通络颗粒具有减少心绞痛发作,降低心肌梗死再发率、心力衰竭患病率、经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)术后再狭窄发生率及减轻狭窄程度的作用,但上述研究仅限于参红通络颗粒治疗效果的临床观察,既往对参红通络颗粒治疗机制的研究报道[8-9]仅有2篇,且研究对象、研究方法不尽一致,研究结果亦相差甚远,未能提供有说服力的研究数据,参红通络颗粒发挥作用的具体机制尚不明确。因此,本研究通过建立小鼠As模型,研究参红通络颗粒对As和斑块内细胞凋亡的影响及其抗动脉粥样硬化作用机制,以期为参红通络颗粒治疗As提供科学依据和数据支持,发挥祖国传统中医药在治疗As中的积极作用。

1 材料与方法 1.1 实验动物、药物、主要试剂和仪器

雄性6周龄无特异病原体(SPF)ApoE-/-小鼠40只,体质量(20.0±0.5)g,由北京华阜康生物科技股份有限公司提供,动物许可证号:SCXK(京)2014-0004。参红通络颗粒购自吉林省仙草医药有限公司,该药包括人参、丹参、红景天、水蛭和瓜蒌等8味中药,公司提供水煎浓缩至所需浓度,置于4℃冰箱储存。总胆固醇ELISA测试盒、甘油三酯ELISA测试盒、低密度脂蛋白胆固醇ELISA测试盒和高密度脂蛋白胆固醇ELISA测试盒购自南京建成生物工程研究所,纯化鼠抗Bax抗体和纯化鼠抗Bcl-2抗体购自美国BD公司,胆固醇、熊去氧胆酸和丙硫氧嘧啶购自国药集团化学试剂有限公司。水平离心机(上海菲恰尔分析仪器有限公司),石蜡切片机(美国Shandon公司),普通光学显微镜和荧光显微镜(日本 Olympus公司),-80℃超低温冰箱和高压湿热灭菌锅(日本S anyo公司),酶标仪(美国BIO-RAD公司)。

1.2 饲料制备

普通饲料购自长春鼎国生物技术有限公司;高脂饲料购自长春鼎国生物技术有限公司,各成分构成:1%胆固醇,8%牛油,7.5%蛋黄粉,83.5%普通饲料。熊去氧胆酸2 mg·kg-1·d-1和丙硫氧嘧啶4 mg·kg-1·d-1

1.3 实验动物分组及模型制备

40只ApoE-/-小鼠适应性喂养1周后,随机分为正常对照组、模型组、低剂量中药治疗组和高剂量中药治疗组,每组10只。正常对照组喂饲普通饲料,其余3组喂饲高脂饲料,喂养4周后,除正常对照组外,其余3组各随机抽取1只小鼠,取主动脉弓,行HE染色,光镜下观察组织形态表现,3组小鼠主动脉弓内均有As斑块形成,证实造模成功。低和高剂量中药治疗组小鼠分别给予参红通络颗粒5.06和10.12 g·kg-1·d-1灌胃治疗,正常对照组和模型组小鼠给予等体积纯净水灌胃。继续喂养6周后,所有小鼠禁食12 h,20%氨基甲酸乙酯0.5 mL腹腔麻醉,摘眼球取血,3000 r min-1离心10 min,分离血清,并将小鼠主动脉弓剥离、固定。

1.4 ApoE-/-小鼠血脂水平检测

分离小鼠血清后,采用ELISA试剂盒分别检测总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平。根据说明书操作。

1.5 HE染色观察ApoE-/-小鼠主动脉弓组织形态表现并计算斑块面积

取ApoE-/-小鼠主动脉弓血管,经1%甲醛固定,常规石蜡包埋切片,HE染色,于光镜下观察斑块形态并拍照,并根据比例尺计算斑块面积及斑块占管腔百分比。

1.6 TUNEL法检测ApoE-/-小鼠主动脉粥样硬化斑块内细胞凋亡指数

按TUNEL说明书操作。石蜡切片用二甲苯浸泡2次,每次5 min;梯度酒精脱蜡;PBS洗涤3次,每次5 min;加入蛋白酶K,37℃作用30 min;标本加适量标记缓冲液,放置5 min;加50 μL标记液于标本上,37℃反应;PBS洗涤3次,每次5 min;滴加50 μL工作液,37℃反应30 min;PBS洗涤3次,每次5 min;加入100 μL DAB工作液,孵育10 min,显色;TBS冲洗3次,每次3 min;0.5%甲基绿染色10 min;TBS冲洗3次,每次3 min;脱水、封片,显微镜下观察。正常细胞核呈绿色,凋亡细胞的固缩核呈棕黄色不规则颗粒状。检测小鼠主动脉粥样硬化斑块内细胞凋亡数量,并计算凋亡指数。斑块内细胞凋亡指数=凋亡细胞核数/(凋亡细胞核数+正常心肌细胞核数)×100%。

1.7 免疫组织化学染色法检测ApoE-/-小鼠主动脉粥样硬化斑块内Bcl-2和Bax蛋白表达

操作步骤:玻片用4%多聚甲醛固定30 min;pH 7.4 PBS洗涤(3 min×3次,下同);0.5%Triton X-100中孵育10 min;PBS洗涤;3%H2O2处理30 min;PBS洗涤;2%BSA-PBS室温下孵育30 min,PBS洗涤1次,滴加50 μL兔抗鼠多克隆抗体Bax(1∶200稀释),4℃过夜,PBS冲洗后分别用羊抗兔IgG孵育30 min。采用DAB试剂盒,按说明书操作进行显色。PBS冲洗。苏木精复染,自来水冲洗返蓝,梯度酒精脱水干燥,二甲苯透明,封片,光学显微镜下观察。Bcl-2和Bax蛋白均在细胞胞浆中表达,呈棕黄色颗粒状,且颜色越深,表达越强。采用图像分析软件测定阳性产物灰度值进行定量分析。灰度值越高,阳性着色越浅,蛋白表达水平越低。

1.8 统计学分析

应用SPSS 19.0软件进行统计学分析。各组小鼠血脂水平、主动脉粥样硬化斑块面积及斑块内细胞凋亡指数以x±s表示,对于符合正态分布且总体方差齐的数据采用Kruskal-Wallis H检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果 2.1 各组ApoE-/-小鼠血脂水平

与正常对照组比较,模型组小鼠血清TC、TG、LDL-C和HDL-C水平均明显升高(P<0.05或P<0.01)。与模型组比较, 高剂量中药治疗组小鼠血清HDL-C水平明显升高(P<0.01),TC、TG和LDL-C水平无明显变化(P>0.05);与模型组比较,低剂量中药治疗组小鼠血清TG水平明显降低(P<0.05),HDL-C水平明显升高(P<0.05)。与低剂量中药治疗组比较,高剂量中药治疗组TG和HDL-C水平均明显升高(P<0.05)。见表 1

表 1 各组ApoE-/-小鼠血清TC、TG、LDL-C和HDL-C水平 Table 1 Levels of serum TC,TG,LDL-C and HDL-C of ApoE-/- mice in various groups
[n=9,x±s,cB/(mmol·L-1)]
GroupTCTGLDL-CHDL-C
Normal control 13.26±1.242.08±0.195.61±0.250.53±0.10
Model 14.93±1.35*5.75±0.26** 17.20±1.71** 1.51±0.22**
Low dose of TCM14.88±1.525.33±0.45 17.09±1.231.76±0.18
High dose of TCM15.07±1.215.83±0.53 #16.93±1.421.98±0.21△△#
*P<0.05,** P<0.01 compared with normal control group; P<0.05,△△ P<0.01 compared with model group; #P<0.05 compared with low dose of TCM group
2.2 各组ApoE-/-小鼠主动脉粥样斑块形态及斑块面积

光镜下观察:正常对照组小鼠主动脉内皮细胞连续、完整,主动脉内膜光滑,未见泡沫细胞,无斑块形成。与正常对照组比较,模型组小鼠主动脉管腔内可见较大斑块,斑块面积为(307.26±89.82)μm2,向管腔内突出,其内可见泡沫细胞、胆固醇结晶和炎性细胞乱序排列,斑块处内膜不连续。与模型组比较,低剂量中药治疗组小鼠主动脉管腔内斑块略小,斑块面积为(197.39±56.25)μm2,胆固醇结晶较少;高剂量中药治疗组小鼠主动脉管腔内粥样斑块较小,斑块面积为(125.37±42.96)μm2,泡沫细胞、胆固醇结晶及炎性细胞均较少,斑块内膜连续。见图 1(插页一)。与模型组比较,低和高剂量中药治疗组小鼠主动脉粥样斑块面积均明显缩小(P<0.01)。

2.3 TUNEL染色法检测各组ApoE-/-小鼠主动脉粥样硬化斑块内细胞凋亡指数

荧光显微镜下观察:正常对照组小鼠主动脉管腔内未见红色颗粒状凋亡细胞核存在;模型组小鼠主动脉管腔内可见大量红色颗粒状凋亡细胞核,细胞凋亡指数为(35.62±4.25)%,分布范围与斑块大小一致;低剂量中药治疗组小鼠主动脉管腔内出现较多凋亡细胞核,凋亡指数为(31.16±3.56)%;高剂量中药治疗组小鼠主动脉管腔内有少量红色颗粒状凋亡细胞核存在,凋亡指数为(26.75±3.42)%。与模型组比较,低和高剂量中药治疗组小鼠主动脉粥样硬化斑块内细胞凋亡指数均明显降低(P<0.01)。

2.4 各组ApoE-/-小鼠主动脉粥样硬化斑块内Bcl-2和Bax蛋白表达水平

模型组、低和高剂量中药治疗组小鼠主动脉粥样硬化斑块内均可见棕黄色Bcl-2和Bax阳性表达。与模型组比较,低和高剂量中药治疗组小鼠主动脉粥样硬化斑块内Bcl-2蛋白表达水平明显升高(P<0.05或P<0.01),Bax蛋白表达水平明显降低(P<0.01);与低剂量中药治疗组比较,高剂量中药治疗组小鼠动脉粥样硬化斑块内Bcl-2蛋白表达水平明显升高(P<0.01),Bax蛋白表达水平明显降低(P<0.01)。见图 2和3(插页二)及表 2

表 2 各组小鼠主动脉粥样硬化斑块内Bcl-2和Bax蛋白表达水平 Table 2 Expressionlevels of Bax and Bcl-2 protein in aortic plaques of mice in various groups
(n=9,x±s,η)
GroupBcl-2Bax
Model 193.61±12.43163.15±9.28
Low dose of TCM180.62±10.24*178.07±11.46**
High dose of TCM 159.68±13.25**△ 197.81±13.93**△
*P<0.05,**P<0.01 compared with model group; P<0.01 compared with low dose of TCM group.
3 讨 论

血脂异常在AS的发生发展过程中起重要作用,是冠心病的重要危险因素。其中,HDL-C具有对抗As、保护心血管系统的重要作用,这一点已成共识。脂质在血管壁的积聚是As的重要病理基础,而且脂质水平高低与As斑块的稳定性关系密切,脂质水平高的斑块稳定性差,容易发生破裂,引起急性心肌缺血、心肌梗死或猝死,对血脂水平的有效干预,可显著地降低心血管事件的风险[10-12]。本研究结果显示:参红通络颗粒进行干预的小鼠血清HDL-C水平明显高于模型组,且随参红通络颗粒剂量的增加,HDL-C水平亦随之升高,并呈现一定的梯度变化。由此说明,参红通络颗粒可显著升高小鼠血清HDL-C水平,而升高的HDL可能通过逆向运输血液中的胆固醇及脂质,参与减少斑块内脂质沉积及缩小小鼠主动脉硬化斑块面积,从而有效抑制动脉管腔狭窄,并起到稳定斑块、减少斑块破裂风险的重要作用,进而减少急性心血管事件的发生。

细胞凋亡参与As的发生发展过程,斑块内细胞过度凋亡会使斑块不断增大并增加斑块致栓性。细胞凋亡的发生受凋亡相关基因的调控,其中,Bcl-2是抑制凋亡的关键分子,Bcl-2基因产物作为凋亡抑制蛋白参与细胞程序化死亡过程。Bax是重要的凋亡促进基因,Bcl-2和Bax在线粒体中构成异二聚体,Bcl-2与Bax蛋白表达水平决定细胞的命运,当Bcl-2表达水平高于Bax时,将形成异二聚体而抑制凋亡,当Bcl-2表达水平低于Bax时,细胞发生凋亡[13-16]。参红通络颗粒在2008年纳入长春中医药大学的冠心病治疗方案,经临床观察发现:参红通络颗粒对冠心病治疗的有效率达90%,使心肌梗死和心绞痛再住院等心血管时间的发生率降低50%,提高了患者的生活质量。但既往研究主要集中于对参红通络颗粒药效的临床观察,而对参红通络颗粒抗As的具体机制研究甚少。为提高临床用药的科学性和针对性,本研究通过成功建立ApoE-/-小鼠As模型,证实参红通络颗粒可通过上调Bcl-2蛋白表达水平、下调Bax蛋白表达水平,有效抑制小鼠主动脉粥样硬化斑块内细胞过度凋亡,起到稳定斑块的作用。本研究结果为进一步应用参红通络颗粒治疗As相关疾病提供了更有力的数据支持。

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