作者:中医院郭明
郭明医师男,中医院主治医师,中西医结合心血管病专业博士。作为主要完成人参与国家级科研课题3项,共发表学术论文26篇,其中SCI论文14篇,总影响因子40,总引用次数超过次。参与编写专著1部。
近年来,尽管经皮冠状动脉介入治疗和冠脉搭桥术的飞速发展,由冠状动脉粥样硬化引起的心肌缺血仍然是全球心血管疾病发作和死亡的主要原因。大约有30%的缺血性冠心病患者由于自身血管问题,不能接受冠脉介入和搭桥的治疗,心绞痛症状不能改善。促进缺血心肌血管新生对以上病人来说,是一项十分有潜力的治疗措施。虽然细胞生长因子、基因修饰、干细胞治疗在具有冠心病的动物模型实验中能明显地促进缺血心肌部位的血管新生,但是在临床试验中却很难收到相同的疗效。因此,需要寻找新的具有促进冠心病缺血心肌血管新生,改善心功能的治疗措施。
心悦胶囊的主要成分为西洋参茎和叶的提取物-西洋参茎叶总皂苷(PanaxQuinquefoliusSaponin,PQS)。我们前期研究证实,PQS可以提高急性心肌梗死后大鼠缺血心肌的VEGF和βFGF的表达以及平均微血管的密度。然而,由于小动物的研究结果很难在大动物实验或者临床试验中重复,且PQS目前尚缺少在大动物模型中的研究。因此,我们利用Bama小型猪慢性心肌缺血模型,观察是否PQS改善小型猪慢性缺血后的心功能、心肌代谢以及对缺血心肌的血管新生的作用。
32头健康的Bama小型猪,分为手术组(n=26)和假手术组(sham)(n=6)后,采用开胸向左前降支近端放置Ameroid缩窄环的方法建立慢性心肌缺血的小型猪模型。造模2个月后,对所有的动物进行冠状动脉造影评价模型的建立。随后第一次的心脏超声评价心脏功能,18F-FDG-PET评价心肌的代谢情况。检查结束后,对存活的手术组的动物随机分为3组:模型组(untreated)、心悦胶囊组(0.18g/kg/d)、阿托伐他汀组(1.5mg/kg/day),每组6头,连续喂养1个月。1个月后对所有动物行第二次超声心动和18F-FDG-PET的检查。糖元染色评价缺血心肌组织的细胞核的密度和细胞直径,免疫荧光标记SMA-α评价缺血心肌小动脉的密度。通过对缺血心肌的蛋白质组学的检测鉴定手术对心肌蛋白的总体影响,以及心悦胶囊对术后变化蛋白的调控作用。通过液相质谱色谱检测小型猪含药血浆中的入血成分。通过蛋白质组学的结果联合网络药理学聚焦心悦胶囊促进血管新生的潜在作用靶点。最后采用westernblot法和免疫组化的方法对靶标蛋白进行验证。
研究结果显示手术后2个月,与假手术组比较,手术组小型猪的左室射血分数(LVEF)和左室缺血区域的室壁增厚率(WT%)显著降低(P0.01)。用药1个月后,心悦胶囊(PQS)和阿托伐他汀组(Ator)较模型组能明显提高LVEF(PQS,P=0.;Ator,P=0.)和WT%(PQS,P0.;Ator,P=0.),且心悦胶囊较他汀组能显著提高缺血区域的WT%(P=0.)。与假手术组比较,手术组小型猪心脏总静息得分(SRS)、总静息得分百分比(SRS%)、总的灌注缺损(TPD%)和灌注缺损面积比例(PDE%)显著升高(P0.),同时整个心脏的前间隔中段、心尖间隔部、心尖前壁、心尖下壁的平均信号强度(MSI)有显著降低(P0.)。治疗1个月后,与模型组比较,心悦胶囊能显著地降低SRS(P=0.)、SRS%(P=0.)、TPD%(P=0.)、PDE%(P=0.)。与模型组比较,他汀组能显著降低SRS(P=0.)和TPD%(P=0.),对SRS%和PDE%的作用两者没有显著的统计学差异。与模型组比较,心悦胶囊和阿托伐他汀能明显提高心脏前间隔中段、心尖间隔部、心尖前壁和下壁心肌的平均信号强度(P0.05)(图1、2)。
图1超声心动图评价左室整体和局部功能
图F-FDGPET评价左室局部心肌的糖的代谢
给药一个月后,与模型组比较,心悦胶囊和阿托伐他汀能显著增加缺血心肌的小动脉血管密度(P0.01),同时较阿托伐他汀组能显著地增加小动脉血管密度(P=0.)。与模型组相比,心悦胶囊与阿托伐他汀分别能显著地增加缺血心肌细胞核的密度(P0.05)。而与模型组相比,心悦胶囊可以显著降低缺血心肌细胞核的直径(P=0.),阿托伐他汀组则没有明显的统计学差异(图3、4)。
图3免疫荧光SMA-α染色
图4糖元染色评价细胞核密度和细胞直径
iTRAQ标记蛋白质组学结果显示:与假手术相比,模型组一共有个蛋白显著上调,个显著下调。与模型组相比,心悦胶囊组一共有个蛋白显著上调,个显著下调。IPA软件分析这些差异蛋白主要富集在线粒体损伤、氧化磷酸化、急性期反应、补体等通路上。心悦胶囊组较模型组显著变化的差异蛋白主要富集在血液发育和功能、组织形态学、心血管发育和功能、结缔组织发育和功能、激素免疫反应等生理系统功能。与模型组比较,PQS组可以显著改变与血管新生功能相关的32个蛋白。通过液相质谱-色谱仪(liquidchromatograph-massspectrometer,LC-MS)对猪的含药血浆进行检测,结果发现5个入血成分:人参皂苷Rc、Rb2、Rb3、Rd和F11。5个化合物通过网络药理学搜库进行靶点预测,同时结合蛋白质组学结果,最终聚焦在5个靶点蛋白(CDH2、PRKCD、ICAM-1、ATP5B和HRG)。Westernblot和免疫组化结果证实,用药一个月后,模型组缺血心肌组织中HRG和PRKCD的表达水平显著高于假手术组(P0.05)和心悦胶囊组(P0.05)。然而,模型组缺血心肌组织中的ATP5B、ICAM-1、CDH2的表达水平显著低于假手术组(P0.05)和心悦胶囊组(P0.05)。两者检测结果和iTRAQ蛋白质组学检测结果一致。
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