任国强等右美托咪定对大鼠离体心脏缺血再灌注损伤心肌组织炎症反应和氧化应激损伤的影响第11期 右美托咪定对大鼠离体心脏缺血再灌注损伤心肌组织炎症反应和 氧化应激损伤的影响 任国强 陈 萍.于金贵 (山东大学齐鲁医院麻醉科山东省精神卫生中心,山东 济南 250014) [摘方法要] 目的探讨右美托咪定(Dex)对大鼠离体心脏缺血再灌注损伤(I/R)心肌组织炎症反应和氧化应激损伤的影响。 将30只sD大鼠随机分为对照组、I/R组和Dex组,采用Langendoff灌流系统构建心脏I/R模型。观察I/R期间心功能各项 指标,测定心肌组织中炎症因子细胞肿瘤因子一 (TNF— )和白细胞介素_6(IL-6)含量以及氧化应激指标超氧化物歧化酶(SOD)活 性和丙二醛(MDA)含量。蛋白质印迹(Western Blot)和半定量逆转录聚合酶链反应(RT—PCR)法检测心肌组织中核转录因子.cB p65(NF.KB p65)和血红素加氧酶1(HO.1)蛋白和mRNA表达情况。结果与I/R组相比,Dex组可改善I/R所致的心功能损伤, 减少心肌组织中TNF—d、IL-6、MDA产生和NF—KB p65表达,增强SOD活性和HO-1表达,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 右美托咪定对离体心脏I/R损伤有一定的保护作用,其作用机制可能与下调NF—KB p65炎症通路及上调HO一1抗氧化有关。 [关键词]右美托咪定;离体心脏I/R损伤;心肌组织;炎症反应;氧化应激 [中图分类号]R416 [文献标识码]A [文章编号)1005-9202(2018)11-2709-04:doi:10.3969/j.issn.1005-9202.2018.11.058 近年来,急性心肌梗死的发病人数和年龄有着明 显升高和年轻化的趋势¨ 。目前,心肌血运重建术 是临床上急性心肌梗死治疗的主要手段,而缺血再灌 注损伤(I/R)是影响治疗过程中常见生理病理因素。 右美托咪定(Dex)是一种在血管疾病围术期起到麻醉 和镇痛作用的常用药物。已有大量文献证实,Dex对 I/R有一定的改善作用,但其具体的作用机制尚不明 确 -61。本研究从炎症和氧化应激反应出发,探讨 Dex改善I/R的相关机制。 1材料与方法 1.2.1大鼠实验分组及离体心脏I/R模型的制备 实验分组:将30只大鼠随机分为对照组、I/R组、Dex. M组(2.3 ng/m1),每组10只。对照组大鼠在心脏离 体平稳30 rain后,持续灌注150 min,I/R组、Dex.L 组、Dex—M组和右美托咪定-H组大鼠均在心脏离体平 稳30 min后,停罐30 rain,再灌注120 min。离体心脏 I/R模型制备:将大鼠以10%水合氯醛进行腹部麻醉 后,迅速取出心脏,主动脉插管后,将心脏固定在Lan. gendoff灌流装置上。常温下,以含5%CO2和95%O2 的K.H溶液进行恒温恒压灌流,连通生理信号采集处 理系统,心脏稳定30 min后,在心肌张力和心率恢复 正常时,停灌30 rain,根据实验分组进行加药,灌注 120 min。记录并收集心功能心率(HR)、左心室舒张 压(LVDEP)、冠脉流量(CF)、室内压最大上升速率 (+dp/dtmax)和室内压最大下降速率(一dp/dtmax)等 指标。 1.2.2心肌组织中炎症因子和氧化应激指标的测定 在灌流结束后,收集各组大鼠的心肌组织,于4℃下 制成匀浆(浓度10%),离心取上清液,根据试剂盒操 作步骤测定各组大鼠心肌组织中TNF.Ot、IL-6、MDA含 量及SOD活性。每组重复检测3次。 1.2.3心肌组织中NF-KB p65和HO一1蛋白的测定 灌流结束后,将各组大鼠心肌组织剪碎后,加人蛋白 裂解液提取总蛋白,并采用BCA试剂盒检测其浓度。 将蛋白样品与loading buffer混匀后,置于100oE水浴 中变性。将蛋白样品6O g滴加到十二烷基硫酸钠聚 丙烯酰胺凝胶孔中,开始以70 V电压,后改用9O V电 1.1实验材料健康SPF级雄性SD大鼠30只,体 质量220~250 g,购于昆明医科大学实验动物中心, Dex购于江苏恒瑞医药有限公司。超氧化物歧化酶 (SOD)、丙二醛(MDA)、肿瘤坏死因子(TNF)一 、白细 胞介素(IL)-6试剂盒和二喹啉甲酸(BCA)蛋白检测 试剂盒购于杭州四季青公司。放射免疫沉淀法(RI— PA)蛋白裂解液、逆转录试剂盒和总RNA提取试剂盒 购于碧云天生物技术研究所,核转录因子(NF)-KB p65和血红素加氧酶(HO).1蛋白、B肌动蛋白(B—ae. tin)和辣根过氧化物酶(HRP)标记的二抗购于美国 Santa Cruz公司。K.H灌流液配方参照郑凌云等 71研 究。Langendofff灌流系统和张力换能器连接多道生理 信号采集系统购于成都仪器厂。 1.2方法 基金项目:国家科技重大专项项目(2012ZX0930301 6-003) 1 山东省血液中心血液科 通信作者:于金贵(1963一),男,主任医师,主要从事围术期心肌保护和 麻醉药对循环系统的影响等方面的研究。 第一作者:任国强(1981一),男,硕士研究生,主治医师,主要从事麻醉中 的心脏保护研究。 压电泳分离。待电泳结束后,以250 mA的电流将蛋 白样品转至聚偏二氟乙烯膜上,再置于含有脱脂奶粉 的封闭液中处理2.h。于4℃下加入一抗(NF.KB p65、 HO一1和13-actin)反应过夜。次日,以封闭液洗涤后, 室温下加入二抗反应1 h。洗涤后,于避光条件下,加 空崮垄 堂 查 至 笙 鲞 入电化学试剂显色,以凝胶成像系统采集图片,图像软 件分析各目的蛋白的表达水平。每组实验重复3次。 1.2.4心肌组织中NF—KB p65和HO一1 mRNA的测定 在灌流结束后,收集各组大鼠的心肌组织,剪碎,以 ehRNA提取试剂盒提取总RNA,并参照逆转录试剂 一、t ̄,为5 一TCCGATGGGTccrrrAcACTC一3 ,下游引物为5 一 AA(;GAAGCCAGCCAAGAGA.-3 、 1.3统汁学分析应用SPSS21.0软件对数据进行分 析,计量资料以( ±s)表示,多组问采用 L大J素方筹分 析,两组问采用独立样本t检验比较,以P<O.05为蓐 异有统计学意义。 2 结 果 盒合成DNA。将20 反应体系按照设定的扩增条件 上PCR仪,以I3一actin作内参,2 ’法测定NF—KB p65 和HO一1 mRNA的相对表达水平。扩增条件:94℃预 变性5 rain,95℃变性15 S,56℃退火15 S,72℃延伸 30 S,32个循环。B—actin上游引物为5 .GGACCT— GACTGACTACC.-TC一3 ,下游引物为5 ..TACTCCTGCT— TGCTGAT一3 。其中NF-KB p65上游引物为5 一CGG— GATGGCTACTATGAGGCTGAC一3 ,下游引物为5 GATI"CGCTGGCTAATGGCTI'GC—T一3 ;HO—l上游弓I物 2.1 Dex对心功能的影响 与对照组相比,I/R组巾 HR、CF、+dp/dtmax和一dp/dtmax指标均明 降低, LVDEP指标明显升高,心功能减弱;在I/R挂础卜给 予Dex后,HR、CF、+dp/dtmax和一dp/c:hmax指标明 升高,而LVDEP指标明显降低,心功能有所改善.差 异具有统汁学意义(P<O.05). 表1。 表1 Dex对心功能的影响(i ,,l=10) 与对照组相比:1)P<0.05;与I/R组相比:2)P<0.05;下表同 2.2 Dex对心肌组织中炎症反应的影响 与对照组 相比,I/R组和Dex组大鼠心肌组织中II -6和TNF—Or. Dex组中SOD活性升高,而MDA含量下降。提示Dex 明显改善大鼠离体心脏I/R损伤引起的氧化应激损 伤,差异均有统计学意义(P<O.05) 见表2 、 2.4 Dex对心肌组织中NF—KB p65和HO一1蛋白的影 响 _Ij对照组相比,I/R组和Dex组rf】NF—KB p65和 含量均明显升高,但Dex组中两种因子的含量又明显 低于I/R组,差异均有统计学意义(, <0.05)。表明 Dex明显改善大鼠离体心脏I/R损伤引起的炎症反 应 见表2 表2 Dex对心肌组织中IL-6、TNF-ot含量及 HO一1蛋白的表达水平均明显升高;Dex组中N KB p65的表达水平下降,而HO一1蛋白的表达升高,与I/R 组相比,差异有统计学意义(P<0.05)。见图l、表 肘照组 I/R组Dex组 SOD活性和MDA含量的影响( 蜘。n=10) I1 _6 M1)1、 组别 对照组 I/R组Dex组( 1) (II1 ̄1·11/IlI I}ri }1 7.2±(】.^ l5.8 :l 2 l0.2 0 q㈠ 79.8-+4.5 225.2±l1.2。 1 38.7-+8.6 ) HO.1 IS-aclln 2.3 Dex对心肌组织氧化应激反应的影响 与对照 组比较,I/R组和Dex组大鼠心肌组织中SOD活性均 明显降低,而MDA含量均明显升高;与I/R组相比, 图1 Western印迹法检测结果 任国强等右美托咪定对大鼠离体心脏缺血再灌注损伤心肌组织炎症反应和氧化应激损伤的影响第11期 2.5 Dex对心肌组织中NF-KB p65和HO一1 mRNA表 达的影响RT-PCR检测各组大鼠心肌组织中NF—KB p65和HO.1 mRNA的表达。I/R组和Dex组中NF— KB p65和HO.1 mRNA的表达水平均明显升高,与对 照组相比,差异有统计学意义(P<O.05);与I/R组相 比,Dex组中NF-KB p65 mRNA的表达水平下降,而 HO.1 mRNA的表达升高,差异有统计学意义(P< 氧、炎性因子和细胞因子等的产生和分泌过程中扮演 着重要角色 13)。HO.1是一种血红素降解的限速酶, 在阻止炎症过程和氧化性组织损伤中发挥着重要的保 护作用¨ ’ 。Wang等u 指出,Dex可通过抑制 NF.KB表达减弱炎症反应,进而发挥了保护脑缺8/再 灌注损伤的作用。王宇恒等 研究发现,Dex能够上 调细胞中HO一1蛋白的表达,发挥抗氧化应激损伤的 0.05)。见表3。 表3各组大鼠心肌组织中NF-KB p65和 Ho-1蛋白及mRNA的相对表达量( ,,l=10) 组别 s N Al 对照组0.54_+0.05 0.15±O.02 1.00_+0.19 1.00_+0.15 I/R组0.85_+0.08 0.36_+0.03“2.38_+0.32”1.83_+0.28 ) Dex组0.68 ̄0.O6 ) 0.50 ̄0.05 ) 1.57 ̄0.28 ) 2.57 ̄0.301) ) 3讨论 I/R是影响急性心肌梗死治疗的重要因素。HR、 LVDEP、CF、+dp/dtmax和一dp/dtmax指标的改变是反 映I/R的重要表现。本研究发现,与对照组相比,I/R 组和Dex组中HR、CF、一dp/dtmax和一dp/dtmax指标 降低,LVDEP指标升高,表明I/R模型构建成功。同 时,与I/R组相比,Dex组中HR、CF、+dp/dtmax和 一dp/dtmax指标升高,LVDEP指标下降。表明Dex可 以改善离体心脏I/R。这一结果与陈雪君等 得到 Dex后处理能够改善缺血再灌注左心室功能,减轻心 肌缺血再灌注损伤的结论相吻合。 心肌VR是一个复杂的过程,炎症和氧化应激是 其形成和发展的重要机制 ’m J。TNF 仅是机体受到刺 激后,发挥关键始动作用、激活细胞因子级联反应的重 要物质,反映了炎症反应的程度;IL.6是由巨噬细胞、T 细胞和单核细胞等产生,反映组织损伤早期情况的物 质,两者均在炎症反应中起促进作用,是常用的炎症检 测指标。MDA是脂质过氧化反应过程中产生的一种 具有生物毒性的代谢产物,可反映自由基的损伤程度; SOD是一种具有清除自由基功能的抗氧化酶,可反映 机体清除氧自由基的能力;两者是常用的氧化应激指 标。张玉辉等¨ 研究指出,Dex通过抑制促炎因子 TNF—ot和IL.6的释放,减轻了心脏瓣膜置换术患者心 肌缺血再灌注引起的损伤。Zeng等¨纠发现,在糖尿病 大鼠短暂脑缺血再灌注诱导的氧化应激和炎症反应 中,Dex可通过下调MDA、NOX2、TNF—or.和IL-6等减 弱氧化应激和炎症反应。本研究结果发现,在I/R基 础上,给予Dex处理后,心肌组织中IL-6、TNF—ot和 MDA含量下降,而SOD活性升高。表明Dex能够减 轻离体心脏缺血再灌注损伤中的炎症反应和氧化应激 损伤。 NF-KB是炎症反应的重要转录因子,在调控活性 作用。本研究发现,与I/R组相比,Dex组中NF—KB p65蛋白和mRNA的表达下降,而HO.1蛋白和mRNA 的表达升高。提示Dex可能通过下调NF—KB p65和 no.1表达,抑制离体心脏缺血再灌注损伤过程中的炎 症和氧化应激过程。 综上所述,右美托咪定可减轻离体心脏I/R损伤, 其作用机制可能与下调NF—KB p65炎症通路及上调 HO.1抗氧化通路,改善心肌组织的炎症和氧化应激水 平有关。这为离体心脏I/R的发生和发展提供了新的 线索,也为右美托咪定改善离体心脏I/R损伤提供了 新的依据。 4参考文献 1 Writing GM,Mozaffarian D,Benjamin EJ,et a1.Executive summary:heart disease and stroke statistics-2016 update:A report from the American heart Association[J].Circulation,2016;133(4):447. 2黄振华,叶子,蒋鹏,等.miRNAs在急性心肌梗死诊断中的研究 进展[J].岭南心血管病杂志,2017;23(3):347-50. 3 Sun H,Zhou M,Zhong M,et a1.Dexmedet0midine pretreatment reduces myocardial isehemia and reperfusion injury in rats by altering JAK/STAT and PDK/Akt levels(J].Intern J Clin Exp Med,2016;9(2):3785-9. 4 Yoshikawa Y,Hirata N,Kawaguchi R,et a1.Dexmedetomidine maintains its direct cardioprotective effect against ischemia/reperfusion injury in hy· pertensive hypertrophied myocardium[J].Anesthesia,2018;126(2): 443_52. 5 Cakir M,Polat A,Tekin S,et a1.The effect of dexmedetomidine against oxidative and tubular damage induced by renal ischemia reperfusion in rats[J].Renal Failure,2015;37(4):704-8. 6 Chen S,Hua F,Lu J,et a1.Effect of dexmedetomldine on myocardial is— chemia—reperfusion injury[J].Inter J Clin Exp Med,2015;8(11): 21166. 7郑凌云,岑柏宏,梁燕玲,等.乌榄叶水提取物对大鼠离体心脏缺血 再灌注损伤的保护作用[J].实用医学杂志,2017;33(6):885-9. 8陈雪君,雷凡,周芳.右美托咪啶后处理对大鼠离体心脏缺血 再灌注的影响[J].现代中西医结合杂志,2013;22(33):3660-2. 9 Hu H,Zhai C,Qian G,et a1.Protective effects of tanshinone IIA on myo- cardial ischemia reperfusion injury by reducing oxidative stress,HMGB1 expression,and inflammatory reaction[J].Pharmaeeut Biol,2015;53 (12):1752-8. 10 Yao BJ,He XQ,I|in YH,et a1.Cardioprotective effects of anisodamine against myocardila ischemia/reperfusion injury through the inhibition of oxidative stress,inflammation and apoptosis[J].Mol Med Rep,2018;17 (1):1253-60. 11张玉辉,高亚坤,肖连波,等.右美托咪啶对体外循环下心脏瓣膜 置换术患者心肌缺血再灌注损伤的影响[J].临床心血管病杂志, 2015;31(11):1195-7. 12 Zeng X,Wang H,Xing X,et a1.Dexmedetomidine protects against tran- 中国老年学杂志2018年6月第38卷 sient global cerebral ischemia/reperfusion induced oxidative stress and tosis,2013;18(5):547-55. 16 Wang L,Liu H,Zhang L,et a1.Neuroprotection of dexmedetomidine a inflammation in diabetic rats[J].PIoS one,2016;11(3):e0151620. 13 Gambhir S,Vyas D,Hollis M,et a1.Nuclear factor kappa B role in in— gainst cerebral ischemia—reperfusion injury in rats:involved in inhibition lfammation associated gastoirntestinal malignancies[J].World J Gasto—r enterol:WJG,2015;21(11):3l74. 14 Onyiah jc,Sheikh SZ,Maharshak N,et a1.Carbon monoxide and heme oxygenase·1 prevent intestinal inflammation in mice by promoting bacte- of NF-KB and inflammation response[J].Biomolecules Therapeutics+ 2017;25(4):383. 17王宇恒,焦晶华,李明选,等.右美托眯定对低氧诱发人支气管上 皮细胞氧化应激损伤的影响[J].解剖科学进展,2017;23(6): 630-3. ril claearance[J).Gastroenterology,2013;144(4):789-98. 15 Ben—Ari Z,Issan Y,Katz Y,et a1.Induction of heme oxygenase-1 pro— [2018-03-20修回] tects mouse liver from apoptotic ischemia/reperfusion injury[J].Apop一 (编辑 曲 莉) 六味地黄丸对糖尿病大鼠血管功能的影响及抗氧化应激机制 于 洋[摘赵宁 张娜 (锦州医科大学生理学教研室,辽宁 锦州 121001) 要] 目的观察六味地黄丸(LWDHP)对糖尿病(DM)大鼠血管功能及抗氧化应激的作用,探讨LWDHP在DM血管病 雄性sD大鼠随机分为正常对照组、DM模型组和LWDHP治疗组(1.2 g/kg),每组lO只。高脂饲料配合 变中的保护机制。方法小剂量链脲佐菌素(STZ)30 mg/kg建立2型糖尿病(T2DM)大鼠模型。治疗8 W后分离胸主动脉,观察血管的舒张功能;试剂盒检 测血管组织中丙二醛(MDA)的浓度和一氧化氮(NO)的含量;RT-PCR及Western印迹检测血管组织中蛋白质精氨酸甲基转移酶1 (PRMT)1 mRNA和蛋白的表达。结果与正常对照组比较,T2DM大鼠主动脉内皮依赖性舒张功能和血管组织中NO的含量显著 下降,MDA浓度增加(P<0.01)。LWDHP治疗可有效地减轻DM大鼠血管内皮功能障碍,增加NO的含量和降低MDA的含量(P< 0.01)。同时DM大鼠血管组织中PRMT1 mRNA和蛋白的表达量显著升高(P<0.01),LWDHP治疗后PRMT1 mRNA和蛋白的表达 量明显下降(P<0.01)。结论LWDHP可显著改善T2DM大鼠的血管内皮舒张功能障碍,通过调节MDA/PRMT1/N0的表达,抑制 氧化应激损伤而保护血管内皮。 [关键词)六味地黄丸;糖尿病;血管功能;氧化应激 [中图分类号)R285.5 [文献标识码]A [文章编号]1005-9202(2018)11-2712-04;doi:10.3969/j.issa.1005-9202.2018.11.059 血管内皮细胞功能不全(ECD)已经成为2型糖尿 病(T2DM)及其血管并发症发生发展的始动关键因素 及病理基础,并贯穿于整个病程的始终…。研究表明 内皮源型一氧化氮(NO)可引起内皮依赖性舒张功能, 介导血管舒张 J。T2DM造成的氧化应激(OS)损伤 不但是糖尿病(DM)及血管并发症的重要机制,也加 药准字Z19993068);PRMT1一抗,鼠抗人GAPDH一 抗,美国Proteintech Group公司;辣根过氧化物酶 (HRP)标记的羊抗兔、羊抗鼠IgG二抗,Cell Signaling Technology公司;RT—PCR试剂盒,TaKaRa公司;链脲 速了ECD的发生发展 。六味地黄丸(LWDHP)是著 名中成药,广泛用于临床,尤其在高血脂、脂肪肝、 T2DM和肥胖等代谢性疾病的防治中突显优势 ]。本 实验通过观察LWDHP对DM大鼠血管内皮舒张功 能、NO含量、丙二醛(MDA)浓度及相关基因蛋白质精 氨酸甲基转移酶(PRMT)1表达的影响,探讨LWDHP 在DM血管病变中的保护机制。 1材料与方法 佐菌素(STZ),Sigma公司;总NO检测试剂盒,MDA检 测试剂盒,碧云天生物技术研究所。 1.3 T2DM大鼠模型建立及药物干预健康雄性sD 大鼠,适应性喂食1 W后,随机分为正常对照组(10 只)和造模组(20只)。正常对照组喂食普通饲料,造 模组喂食高脂饲料(100 g/L猪油+100 g/L蛋黄粉+ 1.0 g/L胆盐+1O L维生素+789 g/L基础饲料)。 5 W后大鼠禁食不禁水l4~16 h,造模组腹腔注射STZ 30 mg/kg(用柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液配成浓度为 10 L的STZ溶液),正常对照组注射等体积的柠檬 酸一柠檬酸钠缓冲液,1次/d,连续2 d。1 W后鼠尾静 脉取血监测血糖水平,以两次随机血糖≥16.7 mmol/L 作为T2DM模型成功的标志,继续喂养高脂饲料4 W 以稳定模型。T2DM模型大鼠随机分为DM模型组和 LWDHP治疗组,每组10只。LWDHP治疗组给予 3 ml/kg的药物混悬液进行灌胃(用生理盐水配制,剂 量为1.2 g/kg),正常对照组和DM模型组以等体积生 理盐水灌胃,1次/d,连续灌胃8 W。给药期间DM模 型组与LWDHP治疗组大鼠继续喂食高脂饲料。8 W 1.1动物30只雄性SPF级SD大鼠,体质量160~ 190 g,购自辽宁长生生物技术有限公司[许可证号: SCXK(辽)2010-0001]。 1.2主要试剂LWDHP(浓缩丸),北京同仁堂(国 基金项目:辽宁省科技厅科学技术计划项目(2015020706) 第一作者:于洋(1974.),女,副教授,博士,硕士生导师,主要从事代 谢综合征的信号转导研究。