全 文 ：生理学报 Acta Physiologica Sinica, April 25, 2011, 63(2): 143–148
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143
Received 2010-10-18 Accepted 2011-01-24
This work was supported by the Science Foundation of the Science and Technology Department of Tibet Autonomous Region,
China (No. 2008KJAG21).
**These authors contributed equally to this work.
*Corresponding author. Tel: +86-891-6839850; Fax: +86-891-6813082; E-mail: cuisangmu@yahoo.com
藏药红景天减弱高原肺动脉高压大鼠肺小血管病理变化和血
管内皮生长因子的增高
白玛康卓1,**，郭 燕2,**，边巴顿珠3，董 海1，汪 涛4，罗 锋4，文富强4，崔超英1,*
1西藏大学医学院，拉萨 850000；2兰州大学基础医学院病理研究所，兰州 730000；3西藏自治区藏医药研究院，拉萨
850000；4四川大学华西医院呼吸内科，成都 610041
摘 要：本研究旨在观察藏药红景天对高原自然环境下建立的肺动脉高压大鼠模型中肺血管重构和血管内皮生长因子(vascu-
lar endothelial growth factor, VEGF)表达的影响，探讨其对高原肺动脉高压的防治作用与机制。健康雄性Wistar大鼠50只，随
机分为平原对照组、高原10天组、高原30天组、红景天10天组和红景天30天组，每组10只。平原对照组大鼠在成都(海拔500 m)
饲养，高原组和红景天组大鼠空运至拉萨(海拔3 700 m)饲养。红景天组大鼠每日给予24%红景天粗提液(10 mL/kg)灌胃，平
原对照组和高原组每日给予等体积生理盐水灌胃，分别饲养10天或30天。用右心漂浮导管技术检测平均肺动脉压(mean pul-
monary artery pressure, mPAP)；通过称重计算右心肥大指数[RV/(LV + S)]；用透射电镜观察肺小动脉超微结构；用免疫组织
化学法检测肺小动脉壁VEGF的表达。结果显示：(1) 高原10天和30天组大鼠的mPAP、RV/(LV + S)明显高于平原对照组(均P <
0.05)，红景天10天组以上指标与高原10天组相比差异无统计学意义(均P > 0.05)，而红景天30天组以上指标均低于高原30天
组(P < 0.05)。(2)电镜显示高原10天组肺小动脉内皮细胞呈柱状并向管腔突出，管腔狭窄，内弹力膜不规则，平滑肌细胞细
胞器增多；高原30天组上述病理改变更为明显。红景天10天和30天组大鼠血管壁的改变较同时间点高原组明显减轻。(3)高
原10天和30天组大鼠肺小动脉VEGF蛋白的表达较平原对照组增加(均P < 0.05)，而红景天30天组VEGF蛋白表达低于高原30
天组(P < 0.05)。以上结果提示，藏药红景天对大鼠高原肺动脉高压具有一定治疗作用，其机制可能与抑制VEGF蛋白的表达
有关。
关键词：红景天；肺动脉高压；血管内皮生长因子
中图分类号：R281.4
Integripetal rhodiola herb attenuates high altitude-induced pulmonary arterial
remodeling and expression of vascular endothelial growth factor in rats
BAI Ma-Kang-Zhuo 1,**, GUO Yan2,**, BIAN Ba-Dun-Zhu 3, DONG Hai1, WANG Tao4, LUO Feng4, WEN Fu-
Qiang4, CUI Chao-Ying1,*
1Medical College of Tibet University, Lhasa 850000, China; 2Institute of Pathology, Basic Medical College of Lanzhou University,
Lanzhou 730000, China; 3The Tibetan Medicine Research Institute of the Tibet Autonomous Region, Lhasa 850000, China; 4Depart-
ment of Respiratory Medicine, West China Hospital, Sichuan University, Chengdu 610041, China
Abstract: The aim of this study was to investigate the effect of integripetal rhodiola herb on pulmonary arterial remodeling and ex-
pression of vascular endothelial growth factor (VEGF) in high altitude pulmonary hypertension in rats. Fifty healthy male Wistar rats
were divided into five groups randomly: Plain control group (LC group), 10-day plateau group (H10 group), 30-day plateau group (H30
研究论文
生理学报 Acta Physiologica Sinica, April 25, 2011, 63(2): 143–148 144
group), 10-day rhodiola-treated plateau group (R10 group), and 30-day rhodiola-treated plateau group (R30 group). Each group included
10 rats. The rats in LC group were kept in Chengdu (500 meters above sea level), and rats in H and R groups were kept in Lhasa (3 700
meters above sea level). The rats in R group were daily treated with integripetal rhodiola herb extract (24%, 10 mL/kg) intragastrically
for 10 d or 30 d, while rats in LC and H groups were treated with the same volume of saline. Mean pulmonary arterial pressure
(mPAP) was detected via a catheter in the pulmonary artery by pressure waveform monitoring. The ratio value of right ventricle
weight to left ventricle plus septum weight [RV/(LV + S)] was measured. The microstructure of pulmonary arterioles was examined
by electron microscopy. The expression of VEGF in the lung was investigated using immunohistochemistry. The results showed that
mPAP and [RV/(LV + S)] in H10 group and H30 group were higher than those in LC group (P < 0.05); but there was no significant dif-
ference between H10 group and R10 group (P < 0.05); and mPAP and [RV/(LV + S)] in H30 group were lower than those in H30 group (P <
0.05). Electron microscopy showed that compared to LC group, arteriolar endothelial cells were arranged in a columnar or palisading
form, protruding into the lumen, accompanied with luminal stenosis, irregular internal elastic membrane, and proliferation of vascular
smooth muscle cells in H groups, which was more obvious in H30 group than in H10 group; while these pathological changes were at-
tenuated in the R groups compared to H groups. The levels of VEGF protein in H groups were also higher than those in LC group (P <
0.05); while the expression of VEGF in R30 group was lower than that in H30 group. In summary, the results show that the integripetal
rhodiola herb can attenuate high altitude-induced pulmonary arterial remodeling in rats, and the inhibition of VEGF protein expression
by rhodiola may be one of the mechanisms.
Key words: integripetal rhodiola herb; pulmonary hypertension; vascular endothelial growth factor
高原肺动脉高压 (high altitude pulmonary hyper-
tension, HAPH)是指生活在海拔 2 500 m以上地区
的成人和儿童，因对高原环境适应不全致低氧性肺
动脉高压及相关临床表现 [1]。到目前为止，其发病
机制尚不清楚，多数学者认为肺动脉高压的发生与
低氧性肺血管收缩和低氧性肺血管重建有着密切的
关系 [2,3]。
大花红景天属多年生草本植物，其化学成分主
要有红景天甙、黄酮等，具有抗缺氧、抗氧化、扩
张冠脉血管的作用 [4]，在我国西北、西南高原低氧
地区被用于防治高原适应不全症 [5]，并取得满意效
果。目前有关红景天的作用机理尚未完全清楚，已
有的研究表明红景天甙能显著抑制缺氧对肺动脉平
滑肌细胞的增殖和 DNA合成的促进作用 [6]，从而
降低肺循环阻力，提高氧含量，起到保护肺组织的
作用。
本实验在拉萨海拔 3 700 m建立 HAPH的动物
模型，并用红景天喂养大鼠，检测各组大鼠肺动脉
压力和右心室肥厚程度，观察肺小动脉超微结构变
化，用免疫组织化学法检测肺血管壁上血管内皮生
长因子 (vascular endothelial growth factor, VEGF)表
达的变化，以探讨 HAPH的发病机理并阐述红景天
在高原病防治中的作用。
1 材料与方法
1.1 材料　　健康雄性Wistar大鼠 (260~290 g)由
四川大学华西实验动物中心提供。红景天粗提物
(24%)系西藏诺迪康药业股份有限公司产品。兔抗
鼠 VEGF多克隆抗体 (Abcam)、辣根过氧化物酶标
记羊抗兔 IgG (H + L)购自美国MP公司。16道生
理记录仪 (Biopac，美国 )，透射电镜 (日立 H-600IV
型，日本 )。
1.2 动物分组和实验设计　　将 50只大鼠随机分成
5组：平原对照组 (LC组 )、高原 10天组 (H10组 )、
高原 30天组 (H30组 )、红景天组 10天组 (R10组 )
和红景天 30天组 (R30组 )。每组 10只。平原对照
组在成都 (海拔 500 m)饲养，高原组和红景天组大
鼠被空运至拉萨 (海拔 3 700 m)，置于同一实验室
饲养。红景天组每日给予 24%红景天粗提液 (10
mL/kg)灌胃，平原对照组和高原组每日给予等体积
生理盐水灌胃。五组大鼠均自由饮水和摄食。
1.3 平均肺动脉压 (mean pulmonary artery pres-
sure, mPAP)的测定　　应用右心漂浮导管技术测
定大鼠 mPAP[7]。动物饲养到规定天数后，用戊巴
比妥钠 (35 mg/kg, i.p.)麻醉，将聚乙烯塑料导管插
入右颈外静脉，并经上腔静脉、右心房、右心室，
进入肺动脉。根据生理记录仪所显示的血压值与压
力曲线波形的移形变化判断导管尖端的位置。
1.4 右心室肥厚指数测定　　测定 mPAP后将大鼠
放血处死，剖胸取出心脏，剪去心房组织 , 沿室间
隔边缘分离出右心室 (RV)和左心室 +室间隔 (LV +
S)，用滤纸吸干水分称重并计算出两者的比值 [RV/
白玛康卓等：藏药红景天减弱高原肺动脉高压大鼠肺小血管病理变化和血管内皮生长因子的增高 145
(LV + S)]，作为右心室肥大指标。
1.5 肺小动脉超微结构观察　　取各组 (n = 6)右下
肺组织立即放入 3%的戊二醛预固定液中预固定，
1%四氧化锇后固定，用 30%~100%丙酮逐级脱水，
环氧树脂 Epon812包埋，制作 1 μm半薄切片，光
学定位选取肺组织中不同的小动脉，然后做 50 nm
超薄切片，醋酸铀及枸橼酸铅双重染色，透射电镜
观察。
1.6 免疫组织化学检测肺血管壁 VEGF的表达　　
石蜡切片脱蜡至水，3% MeOH室温孵育，滴加正
常山羊血清工作液封闭，依次滴加 1:100兔抗鼠
VEGF多克隆抗体，4 ℃孵育过夜，滴加 1:300辣
根过氧化物酶标记的羊抗兔 IgG (H + L)室温孵育
30 min，PBS冲洗，二氨基联苯胺 (DAB)显色，苏
木精复染。空白对照的组织染色以 PBS代替一抗进
行。阳性结果为细胞核或胞浆染成棕黄色。每只大
鼠选 1张直径小于 150 µm肺小动脉 3条，用图像
分析软件测取所选动脉管壁平均光密度值 (OD值 )，
作为肺小动脉管壁 VEGF蛋白的相对含量。
1.7 统计学分析　　实验数据以 mean ± SD表示，
采用 SPSS 13.0统计软件处理，多个样本比较采用
单因素方差分析，P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 各组大鼠mPAP和RV/(LV + S)的变化
如表 1 所示，高原 10 天和 30 天组大鼠的
mPAP、RV/(LV + S)明显高于平原对照组 (均 P <
0.05)，且高原 30天组大鼠的 mPAP、RV/(LV + S)
高于高原 10天组 (均 P < 0.05)，表明高原组大鼠
形成了明显的 HAPH；红景天 10天组大鼠以上指
标与高原 10天组相比差异无统计学意义 (均 P >
0.05)，而红景天 30天组大鼠以上指标均低于高原
30天组 (P < 0.05)。
2.2 各组大鼠肺小动脉超微结构的变化
电镜下可见，平原对照组肺小动脉血管内皮细
胞大都呈扁平状，血管腔通畅，内弹力膜规则，平
滑肌细胞大多含有较多的微丝、密体及密斑 (图
1A)。高原 10天组肺小动脉内皮细胞呈柱状向血管
腔突出，血管腔狭窄，有内皮细胞脱落的现象，内
皮细胞核出现染色质聚集，胞浆内出现线粒体肿胀
和空泡。内弹力膜不规则，有断裂现象，平滑肌细
胞细胞器增多，有的充满着肿胀的线粒体，密体、
密斑减少 (图 1B)；高原 30天组上述病理改变比 10
天组更明显 (图 1C)。红景天 10天组内皮细胞趋向
于扁平，血管腔通畅，内弹力膜较规则，平滑肌细
胞增生减少 (图 1D)；红景天 30天组与红景天 10
天组病变基本一致 (图 1E)。
2.3 各组大鼠肺小动脉壁上VEGF蛋白表达量的变
化
在平原对照组大鼠肺小动脉内膜和平滑肌上
VEGF有散在弱阳性表达 (图 2A)；从高原 10天组
起表达量逐渐增强 (图 2B)，在高原 30天组表达量
明显增加 (图 2C)；在红景天 10天组 (图 2D)和红
景天 30天组 (图 2E)大鼠的肺小动脉内膜和平滑肌
上VEGF的表达较高原 10天组和高原 30天组减轻。
表 1统计比较结果显示，高原 30天组 VEGF的表
达显著高于高原 10天组 (P < 0.05)；红景天 30天
组 VEGF的表达显著低于高原 30天组 (P < 0.05)。
3 讨论
目前国内外关于低氧性肺动脉高压的报道大多
利用低压氧舱模拟高海拔低氧环境来建立动物模
型，而在高原自然环境下建立动物模型的报道甚少。
本研究将平原大鼠空运至海拔 3 700 m的高原自然
环境建立大鼠肺动脉高压模型，结果显示，高原 10
天组大鼠 mPAP升高，30天组大鼠 mPAP进一步升
高，提示形成了 HAPH；RV/(LV + S)比值的增加
进一步说明了存在肺动脉高压并导致右心室肥厚；
同样，电镜下可见肺小血管内皮细胞呈柱状并向血
管腔突出，部分细胞脱落，内弹力膜不规则，血管
腔狭窄，平滑肌细胞明显增生，提示在 HAPH形成
表 1. 各组大鼠mPAP、RV/(LV + S)和VEGF OD值的比较
Table 1. Comparison of rat mPAP, RV/(LV + S) and VEGF ex-
pression among groups
Group mPAP (mmHg) RV/(LV + S) (%) VEGF protein
LC 14.30 ± 1.74 27.26 ± 0.02 0.073 ± 0.010
H10 21.06 ± 2.41# 36.21 ± 0.03# 0.092 ± 0.005#
H30 28.25 ± 3.87#* 47.95 ± 0.02#* 0.119 ± 0.015#*
R10 20.85 ± 1.36#△ 34.24 ± 0.02#△ 0.087 ± 0.021#
R30 22.07 ± 1.30#△ 36.01 ± 0.02#△ 0.077 ± 0.014△
LC group, plain control group; H10 group, 10-day plateau group;
H30 group, 30-day plateau group; R10 group, 10-day rhodiola-
treated plateau group; R30 group, 30-day rhodiola-treated pla-
teau group. VEGF protein expression was detected by immuno-
histochemistry and presented as relative OD value. Mean ± SD,
n=10. #P < 0.05 vs LC group; △P < 0.05 vs H30 group; * P < 0.05
vs H10 group.
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图 1. 透射电镜观察各组肺小动脉的形态变化
Fig. 1.Transmission electron microscopy of pulmonary arteriole of every group. A: Pulmonary arteriole in plain control group (LC
group). B: Pulmonary arteriole in 10-day plateau group (H10 group). C: Pulmonary arteriole in 30-day plateau group (H30 group). D:
Pulmonary arteriole in 10-day rhodiola-treated plateau group (R10 group). E: Pulmonary arteriole in 30-day rhodiola-treated plateau
group (R30 group). Scale bar, A, D, 500 nm; B, 2 μm; C, E, 1 μm.
图 2. 各组大鼠肺小动脉壁上VEGF蛋白免疫阳性表达变化
Fig. 2. Changes in expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) in pulmonary arterioles detected by immunohistochemi-
cal technique. A: Pulmonary arteriole in plain control group (LC group). B: Pulmonary arteriole in 10-day plateau group (H10 group). C:
Pulmonary arteriole in 30-day plateau group (H30 group). D: Pulmonary arteriole in 10-day rhodiola-treated plateau group (R10 group).
E: Pulmonary arteriole in 30-day rhodiola-treated plateau group (R30 group). Scale bar, 50 μm.
白玛康卓等：藏药红景天减弱高原肺动脉高压大鼠肺小血管病理变化和血管内皮生长因子的增高 147
过程中出现了明显的肺血管重建。
有研究结果显示红景天具有抗缺氧，活血化瘀，
改善微循环，降低肺动脉压力，进而防治高原心脏
病的作用 [8]，另外通过体外培养人脐静脉内皮细胞，
证实红景天具有抑制血管内皮生长的作用 [9]。我们
的实验结果显示，与高原 10天组和高原 30天组比
较，服用红景天 10天和 30天后的大鼠 mPAP、RV/
(LV + S)指标都有不同程度的改善；同时电镜下可
见肺小动脉内皮细胞呈扁平状，血管腔通畅，内弹
力膜较规则，平滑肌细胞增生减少，提示红景天通
过减轻内皮细胞损伤，对 HAPH和肺血管重构的形
成具有防治作用，这与以上文献报道类似。
VEGF是内皮细胞的特异性有丝分裂原，也是
一种有效的血管形成和血管通透性诱导因子，在血
管增生中起重要作用，它通过与内皮细胞上两个特
异受体flt-1和KDR作用，直接刺激内皮细胞增殖 [10]。
在正常机体中，VEGF维持组织器官发育和正常功
能状态，在急性缺氧时，大鼠肺组织 VEGF的表达
无明显增加，而在缺氧 1~3周的状态下大鼠血管内
皮细胞上 VEGF的表达及血中 VEGF水平均显著升
高，表明慢性缺氧对 VEGF具有明显的诱导作用 [11]。
临床研究 [12]检测先天性心脏病合并肺动脉高压患
者动脉血清中 VEGF含量明显增高，提示 VEGF在
先天性心脏病引起肺动脉高压发生中起着重要的介
导作用。本研究通过免疫组织化学检测显示高原 10
天和 30天组大鼠肺血管壁上 VEGF表达较平原对
照组明显增强，说明在低压低氧条件下，肺小动脉
平滑肌和内皮细胞合成 VEGF增多。本实验中服用
红景天 10天和 30天后的大鼠肺小血管壁上 VEGF
的表达较高原 10天和 30天组减弱，提示应用红景
天后可使低压低氧大鼠 VEGF表达减少。肺小动脉
VEGF含量降低，使其血管平滑肌增殖作用减弱，
抑制肺血管重建，这可能是红景天降低肺动脉高压
的原因之一。目前的研究认为低氧促 VEGF表达的
主要作用途径是上调低氧诱导因子 (hypoxia-induc-
ible factor-1, HIF-1)水平，后者与 VEGF基因启动
子上的缺氧反应元件 (hypoxic response elements,
HRE)结合，调控 VEGF基因的转录 [13]。本研究结
果显示缺氧后肺小动脉平滑肌和内皮细胞 VEGF表
达明显增强，服用红景天后 VEGF表达降低，结合
先前的研究报道服用红景天后的大鼠与拟高原心脏
病组大鼠相比 VEGF受体 flt-1和 KDR表达降低，
内皮抑素表达增强 [14]；红景天可通过降低动脉粥样
硬化板块内 VEGF的表达和减少血管新生的作用，
抑制动脉粥样硬化的形成 [15]；因此推测红景天可能
是通过抑制 HIF-1的合成，进而下调 VEGF的表达
来发挥抗缺氧作用，但不能肯定红景天的抗缺氧作
用是否依赖于对HIF-1的调节，这还有待进一步研究。
本研究提示，藏药红景天可以降低 HAPH大鼠
的平均肺动脉压，减轻右心室肥厚，改善肺血管损
伤，其作用机制可能与其降低肺小动脉管壁上
VEGF的表达有关。
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