中国医科大学学报  2020, Vol. 49 Issue (7): 606-609, 614

文章信息

陈仕毅, 付玉平, 冯晓晶, 刘少奎
CHEN Shiyi, FU Yuping, FENG Xiaojing, LIU Shaokui
阿托伐他汀对急性心肌梗死大鼠Ang-1及其受体Tie2 mRNA表达的影响
Effect of atorvastatin treatment on mRNA expression levels of Ang-1 and its receptor Tie2 in rats with acute myocardial infarction
中国医科大学学报, 2020, 49(7): 606-609, 614
Journal of China Medical University, 2020, 49(7): 606-609, 614

文章历史

收稿日期:2020-01-06
网络出版时间:2020-06-24 9:07
阿托伐他汀对急性心肌梗死大鼠Ang-1及其受体Tie2 mRNA表达的影响
陈仕毅1 , 付玉平2,3 , 冯晓晶1 , 刘少奎1     
1. 大连大学附属中山医院循环科, 辽宁 大连 116001;
2. 中国医科大学附属第一医院骨科, 沈阳 110001;
3. 北部战区总医院和平院区骨科, 沈阳 110042
摘要目的 通过研究阿托伐他汀对大鼠心肌梗死(AMI)后促血管生成素1(Ang-1)和Tie2 mRNA表达的影响,探讨阿托伐他汀对于AMI后心肌血管生成的作用机制。方法 80只SD雄性大鼠随机分为正常(CG)组、单纯心肌梗死(AG)组和心肌梗死联合阿托伐他汀(AAG)组;AAG组于术后第3天开始以2.5 mg阿托伐他汀溶液灌胃给药,AG组及CG组以同等剂量生理盐水灌胃;各组分别于术后14 d及28 d取材,实时PCR技术检测心肌Ang-1Tie2 mRNA的表达。结果 在AMI建模14 d时AAG组与AG组Tie2 mRNA的表达水平有统计学差异(P < 0.05);14 d时Ang-1 mRNA的表达水平3组差异无统计学意义(P > 0.05);在AMI模型28 d时3组Ang-1 mRNA及Tie2 mRNA表达比较,差异无统计学意义(P > 0.05)。结论 阿托伐他汀能够促进AMI血管生成,其可能通过上调Tie2 mRNA的表达,促进新生血管的形成。
关键词阿托伐他汀    心肌梗死    Ang-1    Tie2    
Effect of atorvastatin treatment on mRNA expression levels of Ang-1 and its receptor Tie2 in rats with acute myocardial infarction
1. Department of Cardiology, Zhongshan Hospital of Dalian University, Dalian 116001, China;
2. Department of Orthopaedics, The First Hospital, China Medical University, Shenyang 110001, China;
3. Department of Surgery, Heping Hospital, Northern Theater General Hospital, Shenyang 110042, China
Abstract: Objective In this article, we analyzed the effect of atorvastatin treatment on the mRNA expression levels of Ang-1 and its receptor Tie2 after acute myocardial infarction (AMI) in rats and investigated the mechanism of atrovastatin activity on myocardial angiogenesis after AMI. Methods Here, 80 male Sprague-Dawley (SD) rats were randomly divided into three groups:the normal group; the intervention group, which was treated with atorvastatin; and the non-drug treated intervention group. The AMI intervention group was initially administered a dose of 2.5 mg atorvastatin in solution via gavage feeding.As controls, the non-drug administered AMI group and the normal control group rats were administered with the same dosage of normal saline. Samples from all the groups were collected on 14 and 28 days after operation. The mRNA expression levels of Ang-1 and Tie2 in myocardial tissues were detected by RT-PCR. Results After 14 days of feeding, the mRNA expression levels of Tie2 in the AMI atorvastatin intervention group was significantly higher than those in the normal mice group (P < 0.05). There were no significant differences among the expression levels of Ang-1 mRNA in the intervention group, the non-drug treatment group, and the normal group (P > 0.05). Moreover, at day 28, there were no significant differences in the mRNA expression levels of Tie2 in all the three groups of rats (P > 0.05). Conclusion Atorvastatin treatment increases the expression of Tie2 mRNA and promotes the formation of new blood vessels.
Keywords: atorvastatin    myocardial infarction    Ang-1    Tie2    

血管新生在急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)发病及治疗过程中起关键性作用。在众多的促血管生成、发展及成熟因素中,最重要的是促血管生成素(angiopoietin,Ang)及其受体(Ang/Tie2)系统。Ang-1为内皮细胞特异生长因子,与Tie2受体结合,在血管新生、调控血管的完整性、维持其稳定性过程中发挥作用[1]。研究[2]发现,阿托伐他汀保护心血管的功能与其调脂作用无关,其是否对微血管新生具有潜在的药物作用机制研究相对较少。本研究通过建立大鼠AMI模型,观察阿托伐他汀药物治疗对AMI大鼠心肌组织Ang-1及其受体Tie2 mRNA表达水平的影响,探讨阿托伐他汀药物在AMI血管生成过程中的作用及机制。

1 材料与方法 1.1 实验动物分组及模型建立

1.1.1 动物分组

6~8周龄雄性SD大鼠80只,体质量200~250 g,购自大连医科大学实验动物中心。在室温20~25 ℃的动物房中饲养3 d后,将大鼠随机分3组:正常(CG)组20只、单纯心肌梗死(AG)组30只、心肌梗死联合阿托伐他汀(AAG)组30只。

1.1.2 建立AMI模型

使用氯胺酮与速眠新药物麻醉AG与AAG组大鼠;将大鼠仰卧固定于操作台上,使用大鼠灌胃直针(65 mm)进行气管插管,深约40~50 mm,动物呼吸机设置参数为频率60次/min,潮气量30 mL,呼吸比率1 : 1;于胸骨左缘心脏搏动最强点上一肋间(即第4、5肋间)做一斜行长约1 cm切口,打开胸腔并钝性分离开心包,于左心耳下方冠状动脉(以下简称冠脉)走行处,距离肺动脉根部3 mm结扎,深度≥ 1 mm,结扎后可见左心室心肌苍白变薄,观察大鼠生命体征变化,关闭胸腔并保持胸腔负压状态,冲洗消毒后缝合;AG组在术后3 d开始给予阿托伐他汀[10 mg/(kg·d)]灌胃,AG组及CG组以同等剂量生理盐水灌胃,最终获得CG组20只,AG组24只,AAG组25只,在灌胃后0 d、14 d和28 d,分别取梗死部位心肌组织。

1.2 主要试剂及仪器

阿托伐他汀钙(美国辉瑞制药有限公司),PCR扩增试剂盒(上海生工生物工程有限公司),DNA Marker(上海生工生物工程有限公司),UNIQ-10柱式总RNA抽提试剂盒(上海生工生物工程有限公司),M-MuLV第一链cDNA合成试剂盒(上海生工生物工程有限公司),引物合成(上海生工生物工程有限公司),高速微型离心机(DGW99)型(深圳市点晶科学仪器有限公司),紫外分光光度计(上海美析仪器有限公司),DY-300型低压电泳仪(汕头市医用设备厂有限公司),电热恒温水浴箱(上海跃进医疗器械厂),动物呼吸机ALC-V8(上海奥尔科特生物科技有限公司)。

1.3 实时PCR检测Ang-1及其受体Tie2 mRNA的表达

分别于灌胃14 d和28 d处死大鼠,取AG组及CG组及AAG组大鼠的心肌组织,依据RT-PCR试剂说明书,按步骤分别检测Ang-1及其受体Tie2 mRNA的表达量。

1.3.1 提取RNA

称取不少于30 mg的心肌组织,将研磨后的心肌组织置于离心管中加入RLT Solution震荡混匀,离心并吸取上清液加入无水乙醇后混匀,使用吸附柱及DEPC-treated ddH2O获得RNA溶液。

1.3.2 RNA纯度的测定

使用DEPC处理水将提取的RNA稀释,使用紫外分光光度计测定A260值及A280值。用DEPC-Treated ddH2O作为空白对照。

1.3.3 RNA反转录

将提取的RNA加入Oligo(dT)及RNase-free ddH20后混匀并离心,65 ℃温浴5 min,冰浴30 s,离心。分别加入反应物Reaction Buffer 4 μL、RNase Inhibitor 1 μL、dNTP Mix 2 μL、M-MuLV RT 1 μL,混匀后离心。在PCR仪上进行cDNA合成(42 ℃),终止反应(70 ℃)。

1.3.4 实时PCR

cDNA产物加入上游Primer、下游Primer、Taq DNA Polymerase等试剂,通过变性、退火、延伸等步骤进行扩增,Tie2Ang-1、β-actin退火温度分别为57 ℃、55 ℃、58 ℃。

1.3.5 PCR产物检测

PCR产物用1%琼脂糖凝胶溶液进行电泳,在紫外观测仪上观察电泳结果,采用凝胶成像系统拍照并分析条带。

1.4 病理学检查

2周处死大鼠,取左心室冠状面梗死区中部切片,置于4 %的多聚甲醛溶液中固定10 h石蜡包埋待用。制5μm厚切片,随机取3张切片进行观察,切片HE染色(苏木精和伊红染色法)。

1.5 统计学分析

采用SPSS 17.0统计学软件进行数据处理,数据以x±s表示。组间均数比较采用单因素方差分析,P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 AMI模型大鼠心肌细胞的病理改变

光镜下,正常大鼠心肌细胞排列有序紧密,无明显炎症细胞浸润;冠脉结扎术后大鼠心肌细胞排列紊乱、稀疏,有中性粒细胞浸润,见图 1

A,myocardial tissue of CG group;B,myocardial tissue of AG group. 图 1 AMI模型大鼠心肌细胞的病理变化HE染色×400 Fig.1 Pathological changes in myocardial cells of AMI rats HE staining×400

2.2 阿托伐他汀影响AMI大鼠Ang-1及其受体Tie2 mRNA的表达

阿托伐他汀作用AMI大鼠14 d时,AAG组及AG组Tie2 mRNA的表达高于CG组,AAG组明显高于AG组,差异有统计学意义(P < 0.05)(见图 2表 12);Ang-1 mRNA在AAG组、AG组及CG组的表达,组间比较差异无统计学意义(P > 0.05,见图 2表 12)。

1,normal group;2,AAG group;3,AG group. 图 2 阿托伐他汀对AMI大鼠Ang-1Tie2 mRNA的表达影响(药物作用14 d) Fig.2 Effect of atorvastatin on mRNA expression of Ang-1 and Tie2 in AMI rats(14 d after drug action)

表 1 阿托伐他汀对AMI大鼠Tie2 mRNA表达的影响 (x±s Tab.1 Effect of atorvastatin on Tie2 mRNA expression in AMI rats  (x±s)
GroupTie2 gene expression
14 d28 d
CG0.385±0.3120.387±0.351
AG0.507±0.1221)0.358±0.035
AAG0.739±0.3821)0.389±0.045
1)P < 0.05 compared with the CG group.

表 2 阿托伐他汀对AMI大鼠Ang-1基因表达的影响 (x±s Tab.2 Effect of atorvastatin on Ang-1 gene expression in AMI rats (x±s)
GroupTie2 gene expression
14 d28 d
CG0.289±0.0510.276±0.020
AG0.308±0.0361)0.286±0.015
AAG0.311±0.0371)0.321±0.030
1)P < 0.05 compared with the CG group.

阿托伐他汀作用AMI大鼠28 d时,Tie2 mRNA的表达在AAG组及AG组、CG组中,组间表达无明显差异(P > 0.05);Ang-1 mRNA的表达在AAG组及AG组及CG组,组间表达无统计学差异。见图 3表 12

1,normal group;2,AAG group;3,AG group 图 3 阿托伐他汀对AMI大鼠Ang-1Tie2的基因表达影响(药物作用28 d) Fig.3 Effect of atorvastatin on gene expression of Ang-1 and Tie2 in AMI rats(28 d after drug action)

3 讨论

在缺血性冠脉疾病中,形成冠状动脉侧支循环主要有3种途径,即主干血管的延伸生长,毛细血管网络的形成和侧支动脉的产生[3]。他汀类药物目前被广泛应用于防治心脑血管疾病。研究[4]发现他汀类药物除降脂作用外,还可以促进缺血组织中的血管再生成。通过增加冠状动脉的侧支循环来治疗AMI,但其具体机制尚不明确。

Ang/Tie2系统是调控血管新生的途径[5-8],其中Ang-1/Tie2途径是维持血管完整性的重要因子,同时在新生血管形成、发展及成熟的过程中起重要作用[9]。JONES等[10]认为Ang-1与Tie2受体结合,能够促进Tie2受体磷酸化,维持血管完整性并调节血管功能。YIN等[11]研究证实Ang-1通过PI3信号传导通路激活Tie2,改善心肌老化。KIM[12]提出Ang-1通过抑制高脂血症诱发的冠状动脉内皮细胞的凋亡,维持内皮细胞稳定性。陈仕林等[13]的研究证明,用Ang-1基因干预治疗的AMI心肌周围毛细血管密度显著高于正常对照组。VASA等[14]的研究发现他汀类药物能促进内皮祖细胞动员、迁移以及分化,促进梗死区域血管再生。有研究[15-17]发现,他汀类药物可通过PI3K/Akt信号传导途径促进血管新生。

本研究基于他汀类药物在血管新生方面的作用,研究其在AMI血管新生过程的作用及其机制。结果显示,14 d时Tie2 mRNA表达,AMI组与正常组相比,差异有统计学意义,AAG组与AG组Tie2 mRNA差异有统计学意义,说明在AMI区域Tie2的表达升高,且Tie2在AAG组中表达明显升高。14 d及28 d时Ang-1的表达正常组与AG组相比,AAG组与AG组相比,差异均无统计学意义。研究[18]发现,建立AMI模型后,在非梗死区心肌组织中Tie2 mRNA表达没有变化,而在梗死区心肌组织中表达明显升高,Ang-1 mRNA的表达水平在梗死区与非梗死区均无变化,本研究结果与其一致。研究中发现正常组与AG组Ang-1 mRNA表达没有差异,但AG组均数均比正常组大,说明Ang-1 mRNA表达还是相对上调的,分析原因可能是与研究选取时间及样本量有关。在14 d时AAG组Tie2 mRNA表达较AG组升高,在28 d时Tie2的表达与正常组无差异,说明阿托伐他汀可能只具有在早期通过上调Tie2 mRNA促进血管再生作用。Tie2 mRNA表达是上调能够激活了内源性血管生成机制,Ang-1在内皮细胞表达促进血管新生、成熟和稳定[19],但与本研究结果Tie2 mRNA表达升高,Ang-1 mRNA的表达无变化矛盾。进一步推测可能是阿托伐他汀药物通过上调Tie2 mRNA表达促进血管新生。

综上所述,本研究基于他汀类药物在血管新生方面的作用,研究其在AMI血管新生过程的作用及机制。Ang-1Tie2的表达水平与AMI血管新生间呈一定的相关性。由此推测,阿托伐他汀钙可能通过上调Tie2 mRNA表达共同促进血管新生,Ang-1是他汀类药物促血管新生的重要介导因素,这可能为阿托伐他汀在促进新生血管,治疗缺血性心脏病的临床应用提供了理论依据。

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