全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 21 期 2013 年 11 月
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黄芪甲苷对异丙肾上腺素致乳鼠心肌细胞肥大的影响及其机制
杨 娟 1, 2,王洪新 1*,张英杰 2,张 静 1,鲁美丽 1,李胜陶 1
1. 辽宁医学院 心血管药物研究重点实验室,辽宁 锦州 121001
2. 辽宁医学院第一附属医院 心内科,辽宁 锦州 121001
摘 要:目的 探讨黄芪甲苷对异丙肾上腺素(ISO)致乳鼠心肌细胞肥大的抑制作用及其机制。方法 原代培养新生 SD
大鼠心肌细胞 48 h,分别加入不同浓度的黄芪甲苷、IκBα磷酸化抑制剂 BAY11-7082、β-受体阻滞剂普萘洛尔作用 30 min,
加入 ISO 10 μmol/L 继续培养 48 h。消化分离法及计算机图像分析系统检测细胞体积;考马斯亮蓝法检测细胞中蛋白的量;
RT-PCR 法检测心肌细胞 ANP 和 TLR4 基因的表达;Western blotting 法检测心肌细胞 TLR4、p65 和 IκBα蛋白的表达;ELISA
法检测细胞外液中 TNF-α、IL-6 的量。结果 与对照组比较,模型组心肌细胞体积明显增大,总蛋白的量增加,ANP 基因、
TLR4 基因和蛋白、p65 蛋白表达上调,IκBα蛋白表达下调,细胞外液中 TNF-α、IL-6 的量显著增加(P<0.01)。黄芪甲苷、
BAY11-7082 和普萘洛尔均能有效抑制 ISO 诱导的心肌细胞肥大,使心肌细胞体积减小,总蛋白的量降低,ANP 基因、TLR4
基因和蛋白、p65 蛋白表达下调,IκBα蛋白表达上调(P<0.05),且上述作用呈一定的剂量相关性。结论 黄芪甲苷对 ISO
诱导的心肌细胞肥大有保护作用,其机制可能与抑制 TLR4/NF-κB 信号通路有关。
关键词:黄芪甲苷;异丙肾上腺素;心肌肥大;炎症反应;TLR4/NF-κB 信号通路
中图分类号:R972.9 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2013)21 - 3018 - 06
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.21.014
Inhibition of astragaloside IV against isoproterenol-induced myocardial hypertrophy
in neonatal rats and its mechanism
YANG Juan1, 2, WANG Hong-xin1, ZHANG Ying-jie2, ZHANG Jing1, LU Mei-li1, LI Sheng-tao1
1. Key Laboratory of Molecular Biology and Drug Research, Liaoning Medical College, Jinzhou 121001, China
2. The Frist Affiliated Hospital of Liaoning Medical College, Jinzhou 121001, China
Abstract: Objective To investigate the protective effect of astragaloside IV (As IV) on myocardial hypertrophy induced by
isoproterenol (ISO) and its mechanism. Methods The primary cultures of neonatal rat cardiac myocytes were cultured for 48 h in
vitro. The cardiac myocytes were treated with As IV, IκBα phosphorylation inhibitor BAY11-7082, and β-blockers Propranolol for 30
min, followed by 48 h incubation with ISO 10 μmol/L. The cardiomyocyte volume was measured by computer photograph analysis
system. Total protein contents were assayed by the method of Bradford. RT-PCR was used to quantify the mRNA expression of ANP
and TLR4; Western blotting was used to quantify the expression of TLR4, p65, and IκBα proteins; ELISA was used to quantify TNF-α
and IL-6. Results Compared with the control group, the cell size, total protein content, ANP and TLR4 mRNA, TLR4, p65, TNF-α
and IL-6 were increased, and expression of IκBα protein was decreased in ISO group (P < 0.01). As IV, BAY11-7082, and Propranolol
could remarkably down-regulate the over-expression of the cell size, total protein content, ANP and TLR4 mRNA, TLR4, p65, TNF-α, and
IL-6, and increase the expression of IκBα protein (P < 0.05). Conclusion As IV has the protective effect on cardiac hypertrophy induced
by ISO, which is partially referring to inhibiting the TLR4/NF-κB signaling pathway and more than attenuating inflammatory effect.
Key words: astragaloside IV; isoproterenol; myocardial hypertrophy; inflammatory reaction; TLR4/NF-κB signaling pathway
心肌肥厚已成为威胁人类健康的危险因素之一,
长期的心肌肥厚可增加心力衰竭和猝死的发生[1]。炎
症细胞因子在促进左心室重构中起重要作用,包括
导致心肌细胞肥大、胚胎基因表达、促进心肌细胞
凋亡等[2]。Serra 等[3]研究发现,β-肾上腺素受体兴
奋能促进心肌肥厚,并且使心肌中促炎症因子肿瘤
收稿日期:2013-04-07
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30973898/C190702);辽宁省自然科学基金资助项目(201102141)
作者简介:杨 娟(1986—),女,硕士,研究方向为心血管病学。Tel: 15940699874 E-mail: sixmorning@163.com
*通信作者 王洪新 Tel: 18641637333 E-mail: jyhxwang@163.com
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坏死因子(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)表达增
强,同时上调核转录因子-κB(NF-κB)的表达。Toll
样受体 4(TLR4)是介导炎症信号的重要受体,在
心血管系统普遍存在,且在心血管疾病的发生和发
展及转归中起重要作用。TLR4 的活化可使 NF-κB
的表达增强,进而引起一系列炎症因子的表达[4],
因此推测 TLR4/NF-κB 信号传导通路是导致心肌肥
厚的一条重要途径。
黄芪甲苷(astragaloside IV)是从黄芪中分离
得到的一种皂苷类化合物,对心血管系统具有广泛
的药理作用,能够增强心肌收缩力,改善心肌能量
代谢,抑制心肌纤维化和心肌细胞凋亡,并对异丙
肾上腺素(ISO)引起的肥厚型心肌损伤有保护作
用[5-12]。前期研究表明,黄芪甲苷对心肌肥大的保
护作用与其抑制炎症反应有关[13]。但有关 ISO 诱导
心肌细胞肥大是否激活 TLR4,黄芪甲苷是否通过
阻断 TLR4/NF-κB 信号通路保护心肌的研究还鲜见
报道。本实验通过体外培养心肌细胞模型,观察黄
芪甲苷对 ISO 诱导的心肌肥大和炎症反应的影响,
探讨其抑制心肌肥大的作用机制及与 TLR4/ NF-κB
信号通路的关系。
1 材料
1.1 药品和试剂
黄芪甲苷原料药(质量分数>98%),成都康邦
生物科技有限公司,批号 120802; ISO(批号
BCBF4079V)、普萘洛尔(批号 101181527)、鼠抗
兔二抗、二甲基亚砜(DMSO)、胰蛋白酶、低糖
DMEM 培养基,Sigma 公司;TNF-α、IL-6 ELISA
试剂盒,R&D 公司;核因子 κB 抑制蛋白 α(IκBα)
阻断剂 BAY11-7082,江苏碧云天生物技术研究所;
TLR4 一抗、IκBα 一抗,北京博奥森生物技术有限
公司;p65 一抗,美国 Proteintech Group 公司;小
牛血清,Hyclone 公司;Trizol 试剂、RT-PCR 试剂
盒、引物及标志物,大连宝生物公司;其他试剂均
为国产分析纯。
1.2 动物
出生 1~3 d 的 SD 大鼠乳鼠,雌雄兼用,由辽
宁医学院动物实验中心提供,许可证号 SCXK(辽)
2003-0007。
1.3 仪器
超净工作台,江苏吴县市净化技术研究所;CO2
孵箱,美国 Sheldon Manufacturing Inc 公司;79—1
磁力加热搅拌器,江苏金坛中大仪器厂;TDL—4 型
离心机,上海安亭科学仪器厂;DNM—9602G 酶
标分析仪,北京普朗新技术有限公司;倒置相差显
微镜,德国 Leica 公司。
2 方法
2.1 细胞培养
SD 乳鼠在无菌条件下开胸取出心脏,D-hanks
液冲洗,取心室肌,剪成约 1 mm3 的碎块,加入 0.8
g/L 胰蛋白酶,37 ℃恒温消化,收集消化并离心后
的细胞,加入 15%小牛血清、84%DMEM 培养基、
1%的含双抗液(30 mg/L 青霉素,100 mg/L 链霉素)
的培养基,吹打均匀后,采用差速贴壁的方法获得
较纯的心肌细胞,根据实验所需密度接种,于 5%
CO2、37 ℃的孵箱中培养。
2.2 分组与给药
心肌细胞常规培养 48 h 后,更换为含 0.04%小
牛血清的培养基,以避免血清成分对实验结果产生
影响,实验共分成 8 组:对照组,模型组(ISO 10
μmol/L),BAY11-7082(5 μmol/L)组,ISO(10
μmol/L)+BAY11-7082(5 μmol/L)组,ISO(10
μmol/L)+黄芪甲苷低、中、高浓度(3、10、30
μmol/L)组,ISO(10 μmol/L)+普萘洛尔(2 μmol/L)
组。黄芪甲苷和 BAY11-7082 用 DMSO 溶解至终体
积分数为 0.1%,其他药物用无菌蒸馏水溶解。各给
药组分别给予相应药物,对照组加入同体积
DMSO,置孵箱中作用 30 min,加入 ISO 作用 48 h
后进行各项指标的测定。
2.3 考马斯亮蓝法测定心肌细胞总蛋白的量
取“2.2”项下各组处理后的细胞,弃上清液,
用 D-hank’s 溶液冲洗 3 遍,加入 0.3 mol/L NaOH 0.5
mL,于 100 ℃裂解 30 min。根据计数,每孔细胞数
约为 5×105个,采用考马斯亮蓝法测定总蛋白的量。
2.4 心肌细胞体积的测定
取“2.2”项下各组处理后的细胞,弃上清液,
用磷酸盐缓冲液(PBS)快速冲洗长满细胞的培养
孔 3 次,每孔加入 0.1 g/L 胰酶 0.3 mL,放入 37 ℃
恒温箱中孵育 10 min,每孔加入含 0.1 g/L 小牛血清
的培养基 0.2 mL 以终止消化。将合并收集的细胞注
入一细胞室内(细胞室底部是一硅化的盖玻片,防
止心肌细胞贴壁),倒置显微镜下观察(×400)细
胞几乎呈球形。每组随机选取 4 个视野,每个视野
测量 20 个细胞,以计算机 CIAS 大恒细胞图像分析
系统测量单个细胞的直径,用球体积公式计算细胞
体积。
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2.5 RT-PCR 法检测 ANP 和 TLR4 基因的表达
用细胞刮刀刮下“2.2”项下各组处理后细胞,
PBS 冲洗,离心后弃上清,收集沉淀的细胞,−80 ℃
冰箱冷藏备用。Trizol 法提取心肌细胞总 RNA,紫
外分光光度计检测 260、280 nm 处吸光度(A)值,
并据此测定 RNA 纯度和浓度。取约 1 μg 总 RNA
进行逆转录。逆转录条件:30 ℃, 10 min;42 ℃,
30 min;95 ℃,5 min。以 GAPDH 为内参照,引
物合成由大连宝生物公司完成。GAPDH 引物序列:
正向 5’-AATGCATCCTGCCACCACCAACTGC-3’,
反向 5’-GGAGGCCATGTAGTAGGCCATGAGGTC-
3’,扩增产物长度 550 bp;心钠肽(ANP)引物序
列:正向 5’-GGGCTCCTTCTCCATCAC-3’,反向
5’-CCCTCAGTTTGCTTTTCA-3’,扩增产物长度
344 bp;TLR4 引物序列:正向 5’-CTATCATCAGT-
GTATCGGTG-3’,反向 5’-CAGTCCTCATTCTGGC-
TC-3’,扩增产物长度 186 bp。通过逆转录合成的
cDNA(1 μL)进行 PCR 扩增。PCR 反应条件:ANP,
94 ℃、45 s,55 ℃、50 s,72 ℃、75 s;TLR4,
94 ℃、30 s,57 ℃、30 s,72 ℃、1 min。取 10 μL
反应产物进行 1.5%琼脂糖凝胶电泳,电泳结束后,
置于凝胶成像系统进行观察,用凝胶图像分析系统
软件对 RT-PCR 产物电泳条带进行密度分析,以
GAPDH 为内参基因,根据 GAPDH、ANP、TLR4
密度比值,计算 ANP、TLR4 的相对表达量。
2.6 Western blotting 法检测心肌细胞 TLR4、p65、
IκBα蛋白表达
同“2.5”项下方法收集细胞,−80 ℃冷冻备用。
待测样品加入 100 μL RIPA 裂解液,超声波破碎仪
破碎细胞(冰上操作),每次 10 s,共 3 次,冰上放
置 30 min,4 ℃、12 000×g 离心 20 min,提取上
清液。BCA 法测定蛋白的量,在上样量相同条件下
计算每组应吸取的样品上清的体积,补以上样缓冲
液使总体积为 80 μL,加入 100 μL 溴酚蓝染液煮沸
4 min。灌胶上样进行 SDS-聚丙烯酰胺凝胶 90 V 恒
压电泳,观察 Marker 移动情况,适时终止电泳。半
干法将蛋白转移至硝酸纤维素膜,封闭,洗膜,按
照对应相对分子质量切割后分别置于 1∶600 稀释
的兔抗大鼠 TLR4、p65、IκBα一抗溶液中,4 ℃杂
交过夜,洗膜液漂洗后加入 1∶1 000 稀释的二抗,
摇床上杂交 1 h,洗膜液冲洗,ECL 显色,上机检测。
以 β-actin 为内标,用目标条带与内标的积分吸光度
值的比值表示 TLR4、p65、IκBα的相对表达水平。
2.7 ELISA 法检测细胞外液 TNF-α和 IL-6 的量
在无菌条件下按照 ELISA 试剂盒说明书进行
操作,检测前试剂盒于 20~25 ℃平衡。取出 96 孔
反应板,分别加入 50 μL 标准品、各组给药 48 h 后
的上清液 40 μL 于反应孔中,吸取 10 μL 抗体置待
测样品孔,37 ℃孵育 1 h,倒出液体,洗板 3 次,
加入显色液 A、B,室温孵育 10 min,每孔加入终
止液。全自动酶标仪检测 450 nm 波长处 A 值,绘
制标准曲线,根据各样品 A 值在标准曲线查得
TNF-α、IL-6 相应的量。
2.8 数据处理
数据均以 ±x s 表示,采用 SPSS 16.0 统计软件
的单因素方差分析和 LSD 法进行统计学分析。
3 结果
3.1 对 ISO 致肥大心肌细胞体积和总蛋白量的影响
与对照组比较,模型组大鼠心肌细胞体积增大
81.33%,总蛋白的量增加 49.67%(P<0.01)。与模
型组比较,ISO+黄芪甲苷(3、10、30 μmol/L)组、
ISO+普萘洛尔组、ISO+BAY11-7082 组大鼠心肌
细胞体积分别减小 5.62%、25.90%、40.23%、41.09%、
35.96%,总蛋白的量分别减少 8.11%、23.27%、
31.02%、32.38%、28.56%(P<0.05、0.01)。BAY
11-7082 对大鼠正常心肌细胞体积和蛋白的量无影
响,且可抑制 ISO 导致的大鼠心肌细胞体积和蛋白
量的增加(P<0.01)。结果见表 1。
表1 黄芪甲苷对 ISO致肥大心肌细胞体积和蛋白量的影响
( ±x s )
Table 1 Effects of As IV on cell size and protein content
of myocardial hypertrophy in neonatal rats
induced by ISO ( ±x s )
组 别
C /
(μmol·L−1)
细胞体积 /
μm3 (n = 80)
总蛋白 /
μg (n = 10)
对照 — 1 216±152 18.20±1.52
模型 — 2 205±187** 27.24±1.77**
ISO+BAY 11-7082 5 1 412±141## 19.46±1.85##
BAY 11-7082 5 1 202±114△△ 18.07±1.59△△
ISO+黄芪甲苷 3 2 081±156# 25.03±1.83#
10 1 634±143## 20.90±1.91##
30 1 318±174## 18.79±1.97##
ISO+普萘洛尔 2 1 299±194## 18.42±2.01##
与对照组比较:**P<0.01;与模型组比较:#P<0.05 ##P<0.01;
与 ISO+BAY 11-7082 组比较:△△P<0.01,表 2、3 同
**P < 0.01 vs control group; #P < 0.05 ##P < 0.01 vs model group;
△△P < 0.01 vs ISO + BAY11-7082 group, same as Tables 2 and 3
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3.2 对 ISO 致肥大心肌细胞 ANP 基因和 TLR4 基
因和蛋白表达的影响
与对照组比较,模型组大鼠心肌细胞中 ANP
基因表达上调 54.28%(P<0.01)。与模型组比较,
ISO+黄芪甲苷(10、30)μmol/L 组、ISO+普萘洛
尔组、ISO+BAY 11-7082 组大鼠心肌细胞 ANP 基
因表达明显下调(P<0.01)。BAY 11-7082 对大鼠
正常心肌细胞 ANP 基因表达无影响,且可以抑制
ISO 诱导的肥大心肌细胞 ANP 基因表达上调(P<
0.01)。结果图 1、表 2。
1-对照 2-模型 3-ISO+BAY11-7082 4-BAY11-7082
5-ISO+黄芪甲苷 3 μmol·L−1 6-ISO+黄芪甲苷 10 μmol·L−1
7-ISO+黄芪甲苷 30 μmol·L−1 8-ISO+普萘洛尔 2 μmol·L−1,下图同
1-control 2-model 3-ISO+BAY 11-7082 4-BAY 11-7082
5-ISO+As IV 3 μmol·L−1 6-ISO+As IV 10 μmol·L−1
7-ISO+As IV 30 μmol·L−1 8-ISO+Propranolol 2 μmol·L−1, same
as below
图 1 黄芪甲苷对 ISO致肥大心肌细胞ANP基因表达的影响
Fig. 1 Effects of As IV on ANP mRNA expression
in myocardial cells
表 2 黄芪甲苷对 ISO 致肥大心肌细胞 ANP 基因表达的影
响 ( ± = 10x s , n )
Table 2 Effects of As IV on ANP mRNA expression
in myocardial hypertrophy induced by ISO
( ± = 10x s , n )
组 别 C / (μmol·L−1) ANP
对照 — 0.479±0.019
模型 — 0.739±0.020**
ISO+BAY11-7082 5 0.574±0.023##
BAY11-7082 5 0.484±0.018△△
ISO+黄芪甲苷 3 0.716±0.016
10 0.612±0.012##
30 0.501±0.015##
ISO+普萘洛尔 2 0.495±0.019##
与对照组比较,模型组大鼠心肌细胞 TLR4 基因
和蛋白表达分别上调 59.81%、92.06%。与模型组比
较,ISO+黄芪甲苷(3、10、30 μmol/L)组、ISO+
普萘洛尔组、ISO+BAY11-7082 组大鼠心肌细胞
TLR4 基因和蛋白表达明显下调(P<0.05、0.01)。
BAY11-7082 对大鼠正常心肌细胞 TLR4 基因和蛋
白表达无影响,且可抑制 ISO 诱导的肥大心肌细胞
TLR4 基因和蛋白的表达(P<0.01)。结果见图 2、
表 3。
图 2 黄芪甲苷对 ISO 致肥大心肌细胞 TLR4 基因 (A) 和
蛋白 (B) 表达的影响
Fig. 2 Effects of As IV on TLR4 expression in myocardial
hypertrophy cells induced by ISO
表 3 黄芪甲苷对 ISO 致肥大心肌细胞 TLR4 表达的影响
( ± = 10x s , n )
Table 3 Effects of As IV on TLR4 expression in myocardial
hypertrophy induced by ISO ( ± = 10x s , n )
组 别
C /
(μmol·L−1)
TLR4 基因 TLR4 蛋白
对照 — 0.525±0.017 0.491±0.019
模型 — 0.839±0.021** 0.943±0.012**
ISO+BAY 11-7082 5 0.694±0.013## 0.638±0.012##
BAY 11-7082 5 0.536±0.017△△ 0.485±0.020△△
ISO+黄芪甲苷 3 0.811±0.012# 0.927±0.011#
10 0.638±0.015## 0.743±0.020##
30 0.537±0.018## 0.503±0.012##
ISO+普萘洛尔 2 0.546±0.016## 0.498±0.008##
3.3 对 ISO 致肥大心肌细胞 IκBα和 p65 蛋白表达
的影响
与对照组比较,模型组大鼠心肌细胞 IκBα 蛋
白表达下调 45.73%,p65 蛋白上调 91.70%。与模型
组比较,ISO+黄芪甲苷(3、10、30 μmol/L)组、
ISO+普萘洛尔组和 ISO+BAY11-7082 组大鼠心肌
细胞核 IκBα蛋白表达均明显上调(P<0.05、0.01),
而 p65 蛋白表达均明显下调(P<0.05、0.01)。BAY
11-7082 对大鼠心肌细胞 IκBα和 p65 蛋白表达无明
300 bp
400 bp
500 bp
ANP
GAPDH
M 1 2 3 4 5 6 7 8
TLR4
GAPDH
100 bp
200 bp
300 bp
400 bp
500 bp
1 2 3 4 5 6 7 8
9.5×104
4.2×104
A
B
TLR4
β-actin
M 1 2 3 4 5 6 7 8
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显影响,且可以抑制 ISO 诱导的肥大心肌细胞 IκBα
蛋白表达的下调和 p65 蛋白表达的上调(P<0.01)。
结果见图 3、表 4。
图 3 黄芪甲苷对 ISO 致肥大心肌细胞 IκBα 和 p65 蛋白表
达的影响
Fig. 3 Effects of As IV on IκBα and p65 protein expression
in myocardial hypertrophy cells induced by ISO
表 4 黄芪甲苷对 ISO 致肥大心肌细胞 IκBα 和 p65 蛋白表
达的影响 ( ± = 10x s , n )
Table 4 Effects of As IV on IκBα and p65 protein expression
in myocardial hypertrophy induced by ISO
( ± = 10x s , n )
组 别
C /
(μmol·L−1)
IκBα p65
对照 — 0.971±0.008 0.470±0.013
模型 — 0.527±0.010** 0.901±0.014**
ISO+BAY 11-7082 5 0.673±0.017## 0.567±0.022##
BAY 11-7082 5 0.968±0.021△△ 0.464±0.017△△
ISO+黄芪甲苷 3 0.554±0.024# 0.877±0.019#
10 0.638±0.019## 0.712±0.014##
30 0.951±0.021## 0.473±0.011##
ISO+普萘洛尔 2 0.955±0.009## 0.471±0.008##
3.4 对细胞外液中 TNF-α和 IL-6 水平的影响
与对照组比较,模型组大鼠心肌细胞外液中炎
症因子 TNF-α、IL-6 水平明显升高(P<0.01)。与
模型组比较,ISO+黄芪甲苷(10、30 μmol/L)组、
ISO+普萘洛尔组和 ISO+BAY11-7082 组明显降低
心肌细胞外液中 TNF-α、IL-6 的水平(P<0.05、
0.01),其中黄芪甲苷的作用与浓度相关,且其在 30
μmol/L 时的作用强度与普萘洛尔相当。黄芪甲苷 3
μmol/L 仅明显降低 TNF-α水平(P<0.01)。提示黄
芪甲苷通过抑制炎症因子 TNF-α、IL-6 的表达而保
护心脏。结果见表 5
4 讨论
心肌肥厚是许多心脏疾病的共同特征之一,而
炎症反应是心脏舒张功能不全合并心肌肥厚早期阶
段的潜在机制,肥厚的心肌更易发生严重心律失常,
导致心力衰竭和心源性猝死。在正常生理情况下,
表 5 黄芪甲苷对 ISO致肥大心肌细胞外液中TNF-α和 IL-6
水平的影响 ( ± = 5x s , n )
Table 5 Effects of As IV on TNF-α and IL-6 expression
in myocardial hypertrophy induced by ISO
( ± = 5x s , n )
组 别 C /
(μmol·L−1)
TNF-α /
(ng·L−1)
IL-6 / (ng·L−1)
对照 — 17.84±1.76 21.17±1.27
模型 — 79.32±4.46** 27.08±2.44**
ISO+BAY11-7082 5 46.08±2.40## 23.05±2.02##
BAY 11-7082 5 18.83±1.97△△ 21.07±1.38△
ISO+黄芪甲苷 3 71.75±4.19## 26.13±2.93
10 47.66±2.59##☆☆ 24.63±1.95#☆
30 20.71±1.75##★★ 22.62±2.08##★
ISO+普萘洛尔 2 20.52±1.88##★★ 22.71±1.91##★
与对照组比较:**P<0.01;与模型组比较:#P<0.05 ##P<0.01;
与 ISO+BAY11-7082 组比较:△P<0.05 △△P<0.01;与 ISO+
黄芪甲苷 3 μmol·L−1 组比较:☆P<0.05 ☆☆P<0.01;与 ISO+黄
芪甲苷 10 μmol·L−1 组比较:★P<0.05 ★★P<0.01
**P < 0.01 vs control group; #P < 0.05 ##P < 0.01 vs model group
△P < 0.05 △△P < 0.01 vs ISO + BAY 11-7082 group
☆P < 0.05 ☆☆P < 0.01 vs ISO + As IV 3 μmol·L−1group
★P < 0.05 ★★P < 0.01 vs ISO + As IV 10 μmol·L−1group
众多细胞炎症信号通路及炎症因子构成的网络处于
平衡状态,但在心肌病理情况下,这一平衡被打破,
抑炎症因子减弱,促炎症因子加强,从而导致心肌
发生肥大及纤维化。通过抑制 NF-κB 信号通路来减
轻心脏的炎症反应,可以有效防止心肌肥厚并减缓
心衰的发展;抑制 TLR4/NF-κB 信号通路能有效抑
制心肌细胞肥大及减轻心肌的炎症反应[14-16]。
本实验结果表明,模型组大鼠心肌细胞体积、
总蛋白的量及心肌肥厚基因 ANP 的表达明显上调;
而黄芪甲苷 30 μmol/L 及 IκBα 特异性阻断剂 BAY
11-7082、普萘洛尔组可有效对抗这种改变,且对心
肌细胞肥大的保护作用相似。模型组大鼠心肌细胞
TLR4 基因和蛋白、p65 蛋白的表达明显上调,IκBα
蛋白表达下调;而黄芪甲苷 30 μmol/L 以及普萘洛
尔、BAY 11-7082 有效抑制 TLR4 基因和蛋白、p65
蛋白、IκBα蛋白表达的改变。黄芪甲苷还以浓度相
关方式有效地抑制心肌细胞外液中炎症因子
TNF-α、IL-6 的分泌。以上结果表明,黄芪甲苷和
普萘洛尔可以抑制 ISO 引起的 IκBα 的降解,从而
抑制 TLR4/NF-κB 信号通路的激活,进而减缓心肌
细胞的炎症反应,提示对 TLR4/NF-κB 信号通路的
影响可能是黄芪甲苷抑制 ISO 诱导的心肌细胞肥大
IκBα
p65
β-actin
1 2 3 4 5 6 7 8
3.5×104
6.5×104
4.2×104
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 21 期 2013 年 11 月
·3023·
的作用机制之一。
前期实验通过能量代谢证实黄芪甲苷可抑制
ISO 诱导的心肌细胞肥大[17]。本实验进一步证实黄
芪甲苷对心肌肥大具有保护作用,因此其具有抑制
心肌的炎症反应、改善心肌肥大的潜力。在未来的
心血管疾病治疗中,改善炎症反应的药物可能会成
为治疗的一个必要环节,有广阔的研发前景。黄芪
甲苷的吸收性和生物利用度还需进一步深入研究。
参考文献
[1] Kang Y J. Cardiac hypertrophy: a risk factor for
QT-Prolongation and cardiac sudden death [J]. Toxicol
Pathol, 2006, 34(1): 58-66.
[2] Hedayat M, Mahammadi M J, Hedayat M, et al. Pro-
inflammatory cytokines in heart failure: double edged
swords [J]. Heart Fail Rev, 2010, 15(6): 543-562.
[3] Serra A J, Santos M H, Bocalini D S, et al. Exercise
training inhibits inflammatory cytokines and more than
prevents myocardial dysfunction in rats with sustained
β-adrenergic hyperactivity [J]. J Physiol, 2010, 588(13):
2431-2442.
[4] Avlas O, Fallach R, Shainberg A, et al. Toll-like receptor
4 stimulation initiates an inflammatory response that
decreases cardiomyocyte contractility [J]. Antioxid Redox
Signal, 2011, 15(7): 1895-1909.
[5] Xu X L, Ji H, Gu S Y, et al. Modification of alterations in
cardiac function and sarcoplasmic reticulum by
astragaloside IV in myocardial injury in vivo [J]. Eur J
Pharmacol, 2007, 568(1/3): 203-212.
[6] Xu M E, Xiao S Z, Sun Y H, et al. Effects of
astragaloside IV on pathogenesis of metabolic syndrome
in vitro [J]. Acta Pharm Sin, 2006, 27(2): 229-236.
[7] 张召才, 李双杰, 杨英珍, 等. 黄芪甲甙对慢性心肌炎
心肌纤维化的影响 [J]. 中国中西医结合杂志, 2007,
27(8): 728-731.
[8] Zhang Z C, Li S J, Yang Y Z, et al. Effect of
astragaloside on cardiomyocyte apoptosis in murine
coxsackievirus B3 myocarditis [J]. J Asian Nat Prod
Res, 2007, 9(2): 145-151.
[9] 关凤英, 李 红, 杨世杰. 黄芪甲苷预处理对大鼠心肌
缺血再灌注损伤后细胞凋亡的保护作用 [J]. 中草药,
2010, 41(7): 1146-1150.
[10] 王 建, 刘佳骅, 姚 鹏. 黄芪甲苷对异丙肾上腺素诱
导心肌损伤的保护作用 [J]. 上海交通大学学报: 医学
版, 2007, 27(4): 384-386.
[11] Wang W T, Zhao Z Y, Han Y M, et al. Effects of
astragaloside IV derivative on heart failure in rats [J].
Chin Herb Med, 2010, 2(1): 48-53.
[12] 罗文继, 陈 旭, 郝春华, 等. 黄芪甲苷衍生物 ASID
治疗慢性心力衰竭的机制研究 [J]. 药物评价研究 ,
2011, 34(6): 416-420.
[13] 顾洁莹, 王洪新, 赵素玲. 黄芪甲苷抑制肿瘤坏死因子-α
诱导的乳大鼠心肌细胞肥大 [J]. 中华高血压杂志 ,
2012, 20(9) : 383-482.
[14] Gupta S, Young D, Maitra R K, et al. Prevention of
cardiac hypertrophy and heart failure by silencing of
NF-kappa B [J]. J Mol Biol, 2008, 375(3): 637-649.
[15] 梁灵君, 王洪新, 孙雪芳, 等. Toll样受体4/NF-κB信号
通路参与黄芪多糖对肿瘤坏死因子-α 诱导的乳大鼠心
肌细胞肥大的抑制作用 [J/OL]. 中国药理学与毒理学
杂志, 2013. http: //www. cnki. net/kcms/detail/11. 1155.
R. 20130118. 1135. 002. html.
[16] 孙雪芳, 王洪新, 粱灵君. 黄芪多糖通过TLR4/NF-κB
信号通路抑制脂多糖诱导的大鼠心肌细胞肥大 [J]. 中
国药理学通报, 2013, 29(2): 208-212.
[17] 王秋宁, 王洪新, 杨育红. 黄芪甲苷对异丙肾上腺素诱
导的乳大鼠心肌细胞肥大的保护作用 [J]. 中国药理学
与毒理学杂志, 2011, 25(1): 29-33.