全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 3 期 2013 年 2 月

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聚乙二醇化葛根素对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用
刘新义 1，李健和 1，向大雄 1*，易利丹 1，胡雄彬 1，叶祖光 2*
1. 中南大学湘雅二医院 临床药学研究所，湖南 长沙 410013
2. 中国中医科学院，北京 100700
摘 要：目的 探讨聚乙二醇（PEG）化葛根素对大鼠心肌缺血再灌注损伤（MIRI）的保护作用。方法 将 SD 大鼠随机分
为 6 组（每组 10 只）： 假手术组，MIRI 模型组，葛根素注射剂（20 mg/kg）对照组，PEG 化葛根素低、中、高剂量（244、
488、976 mg/kg）组。阻断大鼠升主动脉造成心肌缺血 30 min，再灌注 120 min，造成大鼠 MIRI 模型，在结扎后 5 min 各给
药组尾 iv 给药。心电图监测心律失常情况，再灌注结束后腹主动脉采血，测定血清肌酸激酶（CK）、乳酸脱氢酶（LDH）、
天冬氨酸转氨酶（AST）和丙二醛（MDA）水平，并测量心肌梗死面积。结果 葛根素注射剂和 PEG 化葛根素均具有抗心
律失常，降低血清中 CK、LDH、AST 和 MDA 水平的作用，减少心肌梗死面积；其中 PEG 化葛根素中、高剂量组的药效
明显强于葛根素注射剂组。结论 PEG 化葛根素对大鼠 MIRI 引起的损伤具有保护作用。
关键词：PEG 化葛根素；心肌缺血再灌注损伤；心肌梗死；心肌酶；丙二醛
中图分类号：R282.710.5；R972.9 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2013)03 - 0327 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.03.018
Protection of PEGylated puerarin on myocardial ischemia-reperfusion injury in rats
LIU Xin-yi1, LI Jian-he1, XIANG Da-xiong1, YI Li-dan1, HU Xiong-bin1, YE Zu-guang2
1. Institute of Clinical Pharmacy, The Second Xiangya Hospital of Central South University, Changsha 410013, China
2. China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China
Abstract: Objective To investigate the protective effect of PEGylated puerarin on the myocardial ischemia-reperfusion injury
(MIRI) in rats. Methods Sixty healthy SD rats were randomly divided into six groups: Sham, MIRI model, puerarin injection (20
mg/kg, positive control), low-, mid-, and high-dose PEGylated puerarin (244, 488, and 976 mg/kg) groups. MIRI rat model was
carried out by ligation of left anterior descending coronary artery for 30 min followed by reperfusion for 120 min. Different doses of
PEGylated puerarin and puerarin injection were given 5 min after the ligation. Concomitant arrhythmias was surveyed by
electrocardiogram, and the blood was collected at the end of reperfusion for detecting the changes of creatine kinase (CK), lactic
dehydrogenase (LDH), aspartate aminotransferase (AST), and malondialdehyde (MDA). The myocardial infarct size was also
estimated. Results Both puerarin injection and PEGylated puerarin exhibited the antiarrhythmic activity, decreased the contents of
CK, LDH, AST, and MDA, and reduced the myocardial infarct size. The efficacy of mid- and high-dose PEGylated puerarin groups
was better than that of puerarin injection group. Conclusion PEGylated puerarin exerts the protective effects on MIRI in rats.
Key words: PEGylated puerarin; myocardial ischemia-reperfusion injury; myocardial infarction; myocardial enzyme; malondialdehyde

葛根为豆科植物野葛 Pueraria lobata (Willd.)
Ohwi 的干燥根。葛根素（puerarin）是葛根中的主要
活性成分，具有抗心律失常、抗心肌缺血、抗缺血
再灌注损伤等作用，临床上常用葛根素注射剂治疗
和预防冠心病、心绞痛、心肌梗死等多种心脑血管
疾病[1-5]。虽然葛根素在临床上应用十分广泛，但其
存在水溶性差、半衰期短、急性血管内溶血等多种
问题。聚乙二醇（PEG）修饰葛根素可使上述问题
得到较大改善[6-7]。但对 PEG 化葛根素药效的研究还
不多见。本实验采用心肌缺血再灌注损伤（MIRI）

收稿日期：2012-05-17
基金项目：科技部重大新药创制专项（2009ZX09502-007）
作者简介：刘新义（1979—），男，湖南人，博士研究生，主要研究方向为中药新制剂与新技术。
Tel: (0731)85292093 13677306549 E-mail: liuxinyi128@126.com
*通信作者 向大雄 Tel: (0731)85292129 E-mail: xiangdaxiong@163.com
叶祖光 Tel: (010)64014411 E-mail: yezuguang@sina.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 3 期 2013 年 2 月

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大鼠模型，对 PEG 化葛根素与葛根素注射剂进行对
比研究，探索 PEG 修饰技术对葛根素药效的影响。
1 材料
1.1 药品与试剂
PEG 化葛根素由本实验室合成[8]，HPLC 检测
其质量分数为 97%，临用时用生理盐水配成所需浓
度；葛根素注射剂，批号 091208，含葛根素 50
mg/mL，山东方明药业股份有限公司；生理盐水注
射液，四川科伦药业股份有限公司；戊巴比妥钠，
武汉大华伟业医药化工集团有限公司。肌酸激酶
（CK）、乳酸脱氢酶（LDH）、天冬氨酸转氨酶（AST）、
丙二醛（MDA）试剂盒，中生北控生物科技股份有
限公司。氯化硝基四氮唑蓝（NBT）染液，上海工
硕生物技术有限公司。
1.2 仪器
AMS—300 全自动生化分析仪，奥普森科技发
展有限公司；UV—1700 紫外可见分光光度计，日
本岛津公司；2—16PK 高速冷冻离心机，德国 Sigma
公司；Cardiofax ECG—9130P 十二导联自动分析心
电图机，上海麦森医疗科技有限公司；TKR—200C
小型动物呼吸机，江西特力麻醉呼吸设备公司。
1.3 动物
SD 大鼠，雄性，体质量 250～300 g，由中南
大学湘雅二医院实验动物中心提供，许可证号：
SCXK（湘）2010-0002。
2 方法
2.1 模型制备
MIRI 模型制备参照文献方法[9-10]并进行改良。
SD 大鼠以戊巴比妥钠（45 mg/kg）ip 麻醉，仰位固
定，气管插管，连接小型动物呼吸机，调节呼吸频
率为80～90次/min，沿胸骨左缘第2～4肋间隙开胸，
自制拉钩拉开肋骨，在距冠状动脉左前降支（LAD）
起始部 3～4 mm 处带线缝合针穿过，将一小段聚乙
烯管（直径 1.5 mm）置于结扎线下，收紧结扎线阻
断 LAD 血流，造成心肌缺血 30 min 后（心电图 ST
段明显抬高或 T 波高耸），松线再灌注 120 min（抬
高的 ST 段下降 50%以上或高耸的 T 波下降[11]）。
2.2 分组与给药
60 只大鼠按体质量随机分为 6 组（每组 10 只）：
假手术组大鼠在 LAD 下穿线但不结扎，尾 iv 等量
生理盐水；模型组大鼠造模后尾 iv 等量生理盐水；
葛根素注射剂对照组大鼠在LAD结扎后 5 min尾静
脉缓慢注射葛根素 20 mg/kg（按临床人常用剂量换
算）；PEG 化葛根素各给药组大鼠在 LAD 结扎后 5
min，尾静脉缓慢注射 PEG 化葛根素 244、488、976
mg/kg（PEG 化葛根素中葛根素的量为 4.1%，中剂
量折算后与葛根素注射剂等剂量）。
2.3 检测指标
2.3.1 心律失常发生率及 ST 段变化
以心电图机监测各组大鼠心电的变化，记录再
灌注 30 min 内心律失常出现的时间、持续时间以及
室性心动过速（VT）和心室颤动（VF）的发生率[12]，
并记录再灌注后 30、60、90、120 min ST 段变化。
2.3.2 血清 CK、LDH、AST 和 MDA 水平
再灌注结束后，打开大鼠腹腔，腹主动脉取血，
静置 30 min 后[13]，离心分离血清，按照试剂盒说明
书测定血清中 CK、LDH、AST、MDA 水平。
2.3.3 心肌梗死面积
实验结束后迅速取出大鼠心脏，磷酸盐缓冲生
理盐水冲洗干净后沿冠状沟切除右心室。取左心室
称质量，沿心尖到心基部方向平行在结扎线以下将
心室切成 5 片，放入 0.1% NBT 染液中，37 ℃孵育
10 min。非梗死心肌为蓝色，梗死心肌呈白色，通
过 Image ProPlus 6.0 图像分析软件计算梗死区面积
和左心室面积[14]。
心肌梗死面积比＝梗死区面积/左心室面积
2.4 统计学方法
数据以 ±x s 表示，以 SPSS17.0 软件进行统计
分析，组间比较采用 t 检验。
3 结果
3.1 对 MIRI 大鼠心律失常发生率的影响
在心肌缺血 30 min 再灌注 30 min 内，模型组大
鼠在 0.86 min 出现心律失常，并持续 7.72 min，VT
和 VF 的发生率分别为 90%、80%，表明造模成功。
葛根素注射剂组和 PEG 化葛根素各剂量组大鼠心律
失常的出现时间明显延迟，持续时间明显缩短，VT
和 VF 的发生率明显减少，其中 PEG 化葛根素中、
高剂量组与葛根素注射剂组相比差异显著（P＜0.05、
0.01）。结果见表 1。
3.2 对 MIRI 大鼠心电图 ST 段变化的影响
心肌缺血 30 min 再灌注 30、60、90、120 min，
模型组大鼠心电图 ST 段明显抬高；假手术组大鼠 ST
段几乎未改变；葛根素注射剂组和 PEG 化葛根素各
剂量组大鼠 ST 段抬高程度明显降低，随时间推移，
PEG 化葛根素中、高剂量组大鼠 ST 段降低程度与葛
根素注射剂组相比差异显著（P＜0.05）。结果见表 2。
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表 1 PEG 化葛根素对 MIRI 大鼠心律失常的影响 ( 10=± n , sx )
Table 1 Effects of PEGylated puerarin on cardiac arrhythmia in MIRI rats ( 10=± n , sx )
心律失常发生率 / % 组 别 剂量 /
(mg·kg−1)
心律失常出现时间 / min 心律失常持续时间 / min
VT VF
假手术 － － － － －
模型 － 0.86±0.42 7.72±1.63 90 80
244 3.08±1.73▲▲ 4.15±2.09▲ 60▲ 40▲
488 4.54±2.31▲▲ 2.19±1.27▲▲* 30▲▲** 10▲▲*
PEG 化葛根素
976 5.86±2.75▲▲** 1.14±0.96▲▲** 10▲▲** 0▲▲**
葛根素注射剂 20 3.75±1.94▲▲ 3.08±1.85▲ 50▲▲ 30▲▲
与模型组比较：▲P＜0.05 ▲▲P＜0.01；与葛根素注射剂组比较： *P＜0.05 **P＜0.01，下表同
▲P < 0.05 ▲▲P < 0.01 vs model group; *P < 0.05 **P < 0.01 vs puerarin injection group, same as below
表 2 PEG 化葛根素对 MIRI 大鼠心电图 ST 段变化的影响 ( 10=± n , sx )
Table 2 Effects of PEGylated puerarin on ST-elevation of electrocardiogram in MIRI rats ( 10=± n , sx )
ST 段抬高幅度 / mV 组 别 剂量 / (mg·kg−1)
30 min 60 min 90 min 120 min
假手术 － 0 0 0 0
模型 － 0.32±0.11 0.31±0.09 0.27±0.10 0.26±0.08
244 0.28±0.07▲ 0.24±0.09▲ 0.21±0.08▲ 0.19±0.09▲
488 0.24±0.08▲ 0.18±0.05▲ 0.15±0.05▲* 0.13±0.03▲*
PEG 化葛根素
976 0.22±0.05▲ 0.15±0.03▲▲* 0.11±0.04▲▲* 0.09±0.02▲▲*
葛根素注射剂 20 0.23±0.09▲ 0.19±0.06▲ 0.18±0.10▲ 0.16±0.05▲

3.3 对 MIRI 大鼠血清 CK、LDH、AST 和 MDA
水平的影响
与模型组相比，葛根素注射剂组和 PEG 化葛根
素各剂量组均显著降低 MIRI 大鼠血清中 CK、LDH、
AST、MDA 水平，其中 PEG 化葛根素中、高剂量组
与葛根素注射剂组相比差异显著（P＜0.05、0.01）。
结果见表 3。
3.4 对 MIRI 大鼠梗死面积的影响
与模型组相比，葛根素注射剂组和 PEG 化葛根
素各剂量组可显著减少MIRI大鼠的心肌梗死面积，
PEG 化葛根素中、高剂量组与葛根素注射剂组相比
差异显著（P＜0.05、0.01）。结果见表 4。
4 讨论
心肌缺血是由于冠状动脉痉挛、心肌供血供氧
不足导致心肌出现代谢异常的一种病理状态，可引
起心绞痛、心肌梗死等严重心脏疾病[15]。心肌缺血
过程中磷脂酶激活，产生具有膜活性的游离脂肪酸，
破坏细胞膜；并有大量儿茶酚胺释放、游离脂肪酸
产生以及白细胞释放的自由基，它们均能导致细胞
质膜损伤和通透性增加，使 CK、LDH、AST 释放
表 3 PEG 化葛根素对 MIRI 大鼠血清 CK、LDH、AST 和 MDA 水平的影响 ( 10=± n , sx )
Table 3 Effects of PEGylated puerarin on levelss of CK, LDH, AST, and MDA in serum of MIRI rats ( 10=± n , sx )
组 别 剂量 / (mg·kg−1) CK / (U·L−1) LDH / (U·L−1) AST / (U·L−1) MDA / (mmol·L−1)
假手术 － 2 947.8±1 445.3 1 814.5± 318.3 476.8±109.6 6.8±2.4
模型 － 5 184.5±1 224.6△△ 4 624.3± 986.5△△ 1 187.3±243.7△△ 11.5±4.1△△
244 4 318.4±1 021.5▲ 3 312.3±1 015.8▲ 832.5±127.4▲ 9.2±3.1▲
488 3 724.8±1 152.5▲▲* 2 613.5± 628.4▲* 674.3±113.7▲▲ 7.6±1.8▲▲*
PEG 化葛根素
976 3 418.2±1 028.5▲▲** 2 487.2± 727.5▲▲** 557.2±132.1▲▲* 7.3±1.2▲▲*
葛根素注射剂 20 3 919.2± 986.4▲ 3 118.6± 518.3▲ 719.2±132.1▲ 8.4±2.9▲
与假手术组比较：△△P＜0.01
△△P < 0.01 vs Sham group
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表 4 PEG 化葛根素对 MIRI 大鼠心肌梗死面积的影响 ( 10=± n , sx )
Table 4 Effects of PEGylated puerarin on myocardial infarct area in MIRI rats ( 10=± n , sx )
组 别 剂量 / (mg·kg−1) 正常心肌面积 / cm2 心肌梗死面积 / cm2 心肌梗死面积比 / %
假手术 － 3.54±0.38 0 0
模型 － 2.62±0.43 1.16±0.31 30.87±7.16
244 2.74±0.51 0.81±0.21▲ 23.34±3.21▲
488 2.85±0.42 0.67±0.18▲* 19.11±2.18▲*
PEG 化葛根素
976 3.09±0.37 0.62±0.22▲▲** 16.82±1.94**
葛根素注射剂 20 2.81±0.47 0.76±0.19▲ 21.46±3.14▲

入血。再灌注时剧增的氧自由基加重细胞膜的损伤，
导致细胞内 CK、LDH、AST 释放量进一步增加[16]，
引起血液中相应酶水平升高，这些酶释放入血的多
少与心肌坏死程度呈正相关。此外，心肌缺血时脂
质过氧化物 MDA 量显著增加，体内清除氧自由基
的主要酶类 SOD 活力明显降低[16]。本研究结果显
示，PEG 化葛根素与葛根素注射剂均能显著抑制
MIRI 模型小鼠血清中 CK、LDH、AST 水平的升高，
降低升高的 MDA，表明有明显的心肌保护作用。
PEG 化葛根素对大鼠 MIRI 的保护作用具有剂量相
关性，其中、高剂量的作用明显强于葛根素注射剂，
分析原因可能为①PEG 化葛根素凭借其“大分子屏
障体系”，在很大程度上减少葛根素在体内酶解，从
而在体内保留大量葛根素[17]，PEG 化葛根素在体内
作用时间延长，能较久维持葛根素的血药浓度[6]；
②PEG 化葛根素在体内可较缓慢地释放葛根素。本
实验心电图检测发现，在最初的几分钟内，PEG 化
葛根素组降低 ST 段升高的作用明显弱于葛根素注
射剂，有些时间点甚至无明显变化，这可能与 PEG
化葛根素释放的葛根素量少、低于起效浓度有关。
但随着体内释放的葛根素的量增多，其药效逐渐增
强，以致 PEG 化葛根素在较高剂量的药效强于葛根
素注射剂。本研究结果表明，PEG 修饰小分子化合
物，可延长药物的体内作用时间，从而提高药效。
PEG 作为一种新型的高分子载药体系值得在药剂
学上大力推广。
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