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背景缺血性心脏病(IHD)是心血管疾病(CVD)死亡的主要原因,IHD占CVD死亡率的42%。预防和管理心肌缺血/再灌注损伤(MI/RI)是冠心病手术的关键步骤,并且成为IHD治疗的主要临床问题。早期再灌注是最好的抢救缺血器官的方法,主要经皮冠状动脉介入治疗,但随后的再灌注会引起进一步的心脏功能障碍,减轻再灌注损伤是临床上目前治疗IHD的重要举措,且刻不容缓。MI/RI的机制非常复杂,线粒体在MI/RI中发挥了至关重要的作用。线粒体是细胞氧化过程的重要亚细胞器,也是细胞中活性氧的主要来源,线粒体功能障碍会降低ATP产生,增加细胞活性氧(ROS)进而使线粒体膜通透性改变引发一系列生物反应,最终在再灌注过程中触发心肌细胞凋亡。PI3K/Akt是典型的细胞凋亡途径,而Akt对多种原因诱发的心脏损伤具有保护作用,对心肌细胞的存活和损伤细胞的功能重塑都有影响,尤其对于心肌MI/RI。GSK-3β是Akt的下游靶点,磷酸化的GSK-3β可抑制其活性,调节细胞凋亡。凋亡通路PI3K/Akt/GSK-3β信号传导和线粒体依赖性凋亡途径是否存在密切性联系?需要进一步探究。传统中药治疗MI/RI有悠久历史和较好疗效。附子干姜同属温热药,是复方四逆汤的核心药对,而四逆汤保护MI/RI已广泛应用于临床,目前大多数研究都与四逆汤相关,但由于现代多用制附子,所以甘草在复方中的作用已不凸显其解毒作用,所以对于复方应该精简。故本实验选取四逆汤中主要药对附子干姜(Ginger and Aconite Water Decoction,GAWD)进行实验研究,探讨附子干姜配伍保护MI/RI机制。目的1.明确附子干姜配伍是否对H9C2心肌细胞缺氧/复氧(H/R)损伤和大鼠MI/RI有保护作用。2.探讨附子干姜配伍是否通过PI3K/Akt/GSK-3β信号传导和线粒体依赖性凋亡途径的抑制减轻MI/RI大鼠心肌损伤。方法1.将H9C2细胞分Control组,H/R组,GAWD(0.125 mg/ml)组,GAWD(0.25mg/ml)组,GAWD(0.5 mg/ml)组,D-Hank’s模拟细胞缺血,然后将细胞置于厌氧盒中模拟缺血缺氧,随后将细胞置于CO2培养箱中培养2h模拟复氧,进行H9C2细胞H/R模型的建立。MTT检测H9C2细胞存活率;流式细胞仪检测细胞凋亡率;试剂盒检测H9C2细胞MDA含量、SOD活性及Na+-K+-ATP、Ca2+-Mg2+-ATP活力。2.将SD大鼠随机分为Sham组,MI/RI组,Dantonic组,GAWD(1.4 g/kg)组,GAWD(2.8 g/kg)组,GAWD(5.6 g/kg)组,结扎大鼠左前降支动脉(Left anterior descending,LDA),缺血30min,再灌注1h建立大鼠MI/RI模型。心电图检测大鼠病理性ST段抬高;苏木精-伊红染色检测心肌损伤病理形态;TUNEL检测大鼠心肌细胞凋亡率;试剂盒检测大鼠血清心肌酶谱LDH、CK含量及组织中MDA含量、GSH-Px活力;线粒体肿胀实验检测心肌线粒体膜通透性转化孔的开放程度;Westernblot检测Cyt-c,Caspase-9,PI3K/Akt/GSK-3β蛋白表达。结果1.通过对H9C2心肌细胞H/R模型构建模拟缺血再灌注模型,发现GAWD可减少H9C2心肌细胞存活率;降低H9C2心肌细胞凋亡程度;GAWD可降低H9C2心肌细胞MDA的含量,并可抑制SOD酶活力降低;通过测定H9C2细胞内Na+-K+-ATP、Ca2+-Mg2+-ATP活力的变化,发现GAWD可增加H9C2心肌细胞活力,提示GAWD可保护H/R心肌细胞,初步探索了GAWD通过调节能量代谢从而保护H/R损伤的心肌细胞。2.通过对SD大鼠心脏左前降肢动脉结扎发现,相较于Sham组,其余各组心电图ST段都有不同程度的抬高,证明模型建立成功;病理损伤显示GAWD可减少MI/RI大鼠心肌病理损伤;GAWD可降低MI/RI大鼠血清LDH和CK含量;降低MI/RI大鼠心肌组织中MDA含量,提升GSH-Px活力,改善氧化应激水平而保护受损心脏;GAWD可减少细胞凋亡、抑制MPTP的开放并且降低Cyt-c、Caspase-9含量,增加了PI3K/Akt/p-GSK-3β蛋白表达。提示附子干姜通过PI3K/Akt/GSK-3β信号传导和线粒体依赖性凋亡途径抑制减轻MI/RI。结论1.附子干姜配伍对H/R损伤的H9C2心肌细胞有保护作用,且在GAWD浓度为0.25mg/ml时,心肌细胞损伤程度得到最大保护。2.附子干姜配伍对MI/RI大鼠有保护作用;其保护作用机制与附子干姜通过调控线粒体功能而减少心肌细胞凋亡有关;且GAWD在2.8 g/kg时保护效果最佳。