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Protection of salvianolic acid B on isoproterenol-induced cardiomyocyte hypertrophy of neonatal rats

丹酚酸B对异丙肾上腺素所致乳鼠心肌细胞肥大的保护作用



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 17 期 2013 年 9 月

·2422·
丹酚酸 B 对异丙肾上腺素所致乳鼠心肌细胞肥大的保护作用
吴继超 1,王 彬 2,田 振 1,张伟华 1*
1. 哈尔滨医科大学 病理生理教研室,黑龙江 哈尔滨 150081
2. 牡丹江医学院第二附属医院 医保科,黑龙江 牡丹江 157015
摘 要:目的 探讨丹酚酸 B 对异丙肾上腺素诱发的原代乳鼠心肌细胞肥大的保护作用及其机制。方法 用异丙肾上腺素
诱导制备原代乳鼠心肌细胞肥大模型。MTT 法检测丹酚酸 B 对乳鼠心肌细胞活力的影响;RT-PCR 技术检测心肌肥厚指标
心钠肽(ANP)、脑钠肽(BNP)基因表达;分光光度法检测心肌细胞中超氧化物歧化酶(SOD)的活性和丙二醛(MDA)
的量;Western blotting 法测定心肌肥厚信号转导通路 JAK、STAT 蛋白的表达。结果 不同浓度的丹酚酸 B 对乳鼠心肌细胞
的活力无明显影响。与模型组比较,丹酚酸 B 浓度为 10、20 μmol/L 时明显下调 ANP、BNP 基因表达(P<0.05、0.01);显
著增强 SOD 活性和降低 MDA 的量(P<0.05、0.01);显著下调 JAK1 与 STAT3 蛋白的表达(P<0.05、0.01)。结论 丹酚
酸 B 能有效抑制异丙肾上腺素诱发的原代乳鼠心肌细胞肥大,其机制可能与抗氧化应激以及抑制 JAK1/STAT3 信号通路有关。
关键词:丹酚酸 B;异丙肾上腺素;心肌细胞肥大;氧化应激;JAK1/STAT3 信号通路
中图分类号:R972.9 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2013)17 - 2422 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.17.015
Protection of salvianolic acid B on isoproterenol-induced cardiomyocyte
hypertrophy of neonatal rats
WU Ji-chao1, WANG Bin2, TIAN Zhen1, ZHANG Wei-hua1
1. Department of Pathophysiology, Harbin Medical University, Harbin 150081, China
2. Department of Pediatrics of the Second Affiliated Hospital of Mudanjiang Medical University, Mudanjiang 157015, China
Abstract: Objective To observe the effects of salvianolic acid B (Sal B) on isoproterenol (ISO)-induced cardiomyocyte hypertrophy
of neonatal rats and clarify the underlying mechanisms. Methods Hypertrophy in neonatal rat ventricular myocytes was induced by
ISO. The effect of Sal B on the myocardial viability of neonatal rats was measured by MTT. The mRNA expression levels of ANP and
BNP were detected by RT-PCR. Colorimetric method was employed to measure SOD activity and MDA content. The expression levels
of JAK1 and STAT3 were assessed by Western blotting. Results Sal B at different concentration had no effect on the myocardial
viability of neonatal rats. Compared with the model group, Sal B at 10 and 20 μmol/L could obviously down-regulate the gene
expression levels of ANP and BNP (P < 0.01, 0.05), significantly increase SOD activity, and decrease MDA content. The protein
expression levels of JAK1/STAT3 were down-regulated (P < 0.01, 0.05). Conclusion Sal B could effectively inhibit ISO-induced
cardiomyocyte hypertrophy of neonatal rats and the mechanism may be related with the anti-oxidative stress and the inhibition of
JAK1/STAT3 signaling pathway.
Key words: salvianolic acid B; isoproterenol; cardiomyocyte hypertrophy; oxidative stress; JAK1/STAT3 signaling pathway

心肌肥大(厚)是心脏对多种病理性刺激,如
高血压、主动脉狭窄、瓣膜缺陷等的一种代偿性反
应[1-2]。心肌肥大最初是心脏对高负荷的一种代偿机
制,心肌的持续肥大最终导致心脏功能下降,间质
纤维化和心室扩张。大量临床研究表明,心肌肥大
是室性心律失常、心力衰竭、猝死等心血管事件的
独立危险因素[3]。因此,停止或逆转病理性心肌肥
大具有重要的临床意义。丹酚酸 B 是从唇形科植物
丹参的根及根茎提取的成分,具有降低心肌缺血再
灌注损伤、抗心肌细胞损伤、保护血管内皮细胞、

收稿日期:2012-12-09
基金项目:国家自然科学基金资助项目(81170289,81101164)
作者简介:吴继超(1985—),男,助教,研究方向为中药与心血管疾病。Tel: 13836133806 E-mail: w-liccoism@163.com
*通信作者 张伟华,女,教授。E-mail: doris.cameron@yahoo.cn
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 17 期 2013 年 9 月

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防治动脉粥样硬化、改善肝脏纤维化和抗肿瘤等广
泛生物活性[4-9]。但关于丹酚酸 B 对心肌肥大影响的
报道还较少。本实验采用异丙肾上腺素诱导原代乳
鼠心肌细胞肥大模型,探讨丹酚酸 B 对心肌肥大的
保护作用及其机制。
1 材料
1.1 药品与试剂
丹酚酸 B(质量分数≥95%),陕西森弗高科实
业有限公司,批号 100522;胰酶,Gibco 公司;SOD、
MDA 检测试剂盒,南京建成生物工程研究所;JAK1
抗体、STAT3 抗体,Santa Cruz Biotechnology 公司;
Trizol、RT-PCR 试剂盒和引物,Invitrogen 公司;
SYBR Green PCR Master Mix 试剂盒;美国 Applied
Biosystems 公司;DMEM、胎牛血清(FBS),赛默
飞世尔生物化学制品有限公司;磷酸甘油醛脱氢酶
(GAPDH)引物,Invitrogen 公司;其他试剂均采用
国产分析纯。
1.2 动物
1~2 日龄 Wistar 乳鼠,哈尔滨医科大学附属第
二医院动物实验中心提供,许可证号 SCXK(黑)
20020002。
1.3 仪器
低温高速离心机,日本日立 Hitachi 公司;红外
LI-COR 线成像系统,Biosciences 公司;超净操作
台,北京东联哈尔仪器制造有限公司;CO2 培养箱,
Thermo 公司;电泳仪 DYY—6B、DYCZ—24D 型
电泳槽、D—9405B 型水平摇床,北京市六一仪器
厂;PCR 仪,美国 BIO-RAD 公司。
2 方法
2.1 原代乳鼠心肌细胞培养
取 Wistar 乳鼠,75%乙醇皮肤消毒后剪除头部,
开胸取心脏,放置装有 DMEM 的无菌玻璃平皿中
洗净血污,每个心脏剪成大小均匀的组织块,将所
有组织块转移至无菌离心管中,加 0.25%胰酶在 37
℃恒温水浴中振摇消化、自然沉降。收集细胞悬液
于离心试管中,加入等体积预冷细胞培养液
(DMEM+10% FBS)混匀,经 200 目无菌不锈钢网
滤过后装置另一离心管中,2 500 r/min 离心 2 min,
弃上清液,沉淀加入培养液吹打均匀制成细胞悬液,
接种于细胞瓶中,按差速贴壁分离法预接种。2 h
后将未贴壁细胞吸出,在培养液中加入 5-溴脱氧尿
嘧啶核苷(BRDU,0.1 mmol/L),48 h 后将培养液
换为无血清的培养液,饥饿 12 h。心肌细胞随机分
为 4 组:对照组只加入培养液,异丙肾上腺素 10
μmol/L(模型)组、丹酚酸 B 10、20 μmol/L 与异
丙肾上腺素共同给药组,各组细胞给予相应物质后
于培养箱中孵育 48 h,备用。
2.2 MTT 法检测丹酚酸 B 对乳鼠心肌细胞活力的
影响
以 1×104/孔密度将原代乳鼠心肌细胞接种于
96 孔培养板中,每孔 180 μL,再加入不同浓度的丹
酚酸 B(10、20、40、80、100 μmol/L),每个浓度
均设 3 个复孔,对照组加入等量培养液。培养 48 h
后,每孔加入 5 mg/mL 的 MTT 溶液 20 μL,充分混
匀后继续培养 4 h,250×g 离心 10 min,弃上清,
每孔加入 150 μL DMSO,震荡使沉淀充分溶解,酶
标仪测各孔吸光度(A)值,计算细胞存活率。
细胞存活率=A 实验组 / A 对照组
2.3 SOD 活性和 MDA 的量检测
取“2.1”项下各组细胞,采用黄嘌呤氧化法检
测 SOD 的活性,采用硫代巴比妥酸法测定 MDA 的
量,操作严格按照试剂盒说明书进行。
2.4 RT-PCR 法检测心钠肽和脑钠肽基因表达
取“2.1”项下各组细胞,Trizol 法提取总 RNA,
逆转录获得 cDNA,采用 SYBR Green PCR Master
Mix 试剂盒进行 PCR 反应。反应体系 20 μL(10
μmol/L 上游引物、10 μmol/L 下游引物各 1 μL,
SYBR Green Mix10 μL,ddH2O 7 μL,cDNA 1 μL)。
反应条件:预变性,95 ℃、2 min;变性,95 ℃、
30 s;退火,60 ℃、30 s;延伸,70 ℃、45 s;末
次延伸,72 ℃、6 min;共 35 个循环。内参 GAPDH
引物序列:正向引物 5’-TCTACATGTTCCAGTATG-
ACTC-3’,反向引物 5’-ACTCCACGACATACTCA-
GCACC-3’,产物长度 195 bp;心钠肽(ANP)引
物序列:正向引物 5’-CTCCGATAGATCTGCCCTC-
TTGAA-3’,反向引物 5’-GGTACCGGAAGCTGTT-
GCAGCCTA-3’,产物长度 300 bp;脑钠肽(BNP)
引物序列:正向引物 5’-TTGGGCAGAAGATAGA-
CCGGAT-3’,反向引物 5’-GGTCTTCCTAAAACA-
ACCTCA-3’,产物长度 259 bp。
2.5 Western blotting 法检测 JAK、STAT 蛋白表达
取“2.1”项下细胞,提取蛋白,BCA 法测定
蛋白的量,以牛血清白蛋白作为标准。蛋白样品 60
μg 用 10% SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,电转移
至硝酸纤维素膜上,室温下在封闭液[磷酸盐缓冲
液(PBS)+5%脱脂奶粉]中封闭 2 h,加入 JAK1、
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 17 期 2013 年 9 月

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STAT3 一抗(均以 GAPDH 作为内参),4 ℃过夜,
用磷酸盐聚山梨酯缓冲液(PBST)冲洗 3 次(每次
10 min),加入二抗(1∶10 000),室温孵育 1 h,
PBST 冲洗 3 次,红外线成像系统扫描。计算机选
择扫描条带、背景校正后,测定各条带的像素密度,
进行相对定量。
2.6 统计学处理
数据均用 ±x s 表示,多组间比较用单因素方差
分析,两两比较用 q 检验,用 GraphPad Prism 5 分
析软件分析程序。
3 结果
3.1 对异丙肾上腺素致原代乳鼠心肌细胞活力的
影响
丹酚酸B在100 μmol/L以下对于原代乳鼠心肌
细胞的活力无明显影响。
3.2 对异丙肾上腺素致原代乳鼠心肌细胞肥大时
SOD 活性和 MDA 量的影响
与对照组相比,模型组乳鼠心肌 SOD 的活性
显著降低(P<0.01),MDA 的量显著增加(P<
0.01)。与模型组相比,丹酚酸 B 给药组乳鼠心肌
SOD 的活性显著升高(P<0.05、0.01),MDA 的量
显著减少(P<0.05、0.01),并呈浓度相关性。结
果见表 1。
3.3 对异丙肾上腺素致原代乳鼠心肌细胞肥大时
ANP 和 BNP 基因表达的影响
ANP 和 BNP 是心肌肥大的重要标志物。与对
照组相比,模型组乳鼠心肌中 ANP、BNP 基因表达
显著上调(P<0.01)。与模型组相比,丹酚酸 B 给
药组乳鼠心肌 ANP、BNP 基因表达显著下调(P<
0.05、0.01),并呈浓度相关性。结果见图 1。


与对照组比较:**P<0.01;与模型组比较:▲P<0.05 ▲▲P<0.01
**P < 0.01 vs control group; ▲P < 0.05 ▲▲P < 0.01 vs model group
图 1 丹酚酸 B 对异丙肾上腺素致原代乳鼠心肌细胞肥大时 ANP、BNP 基因表达的影响 ( ± = 4x s , n )
Fig. 1 Effect of Sal B on mRNA expression levels of ANP and BNP in ISO-induced cardiomyocyte hypertrophy
of neonatal rats ( ± = 4x s , n )
3.4 对异丙肾上腺素致原代乳鼠心肌细胞肥大时
JAK 和 STAT 蛋白表达的影响
与对照组相比,模型组乳鼠心肌细胞用异丙肾
上腺素培养 48 h 后,JAK1、STAT3 蛋白表达明显上
调(P<0.01)。与模型组相比,丹酚酸 B 给药组能
抑制异丙肾上腺素引起 JAK1、STAT3 蛋白表达上调
(P<0.05、0.01),并呈浓度相关性。结果见图 2。
4 讨论
心肌肥大是一个逐步发展的过程,主要特征为
心肌细胞体积增大、蛋白量增加、细胞间质增生和
胚胎基因表达上调。胚胎基因(如 ANP、BNP)的
表达通常发生在心脏的发育期,在出生后则低表达
表 1 丹酚酸B对异丙肾上腺素致原代乳鼠心肌细胞肥大时
SOD 活性以及 MDA 量的影响 ( ± = 6x s , n )
Table 1 Effect of Sal B on SOD activity and MDA
content in ISO-induced cardiomyocyte
hypertrophy of neonatal rats ( ± = 6x s , n )
组 别
C /
(μmol·L−1)
SOD /
(U·mL−1)
MDA /
(μmol·mL−1)
对照 - 18.51±1.03 3.21±0.37
模型 - 13.71±1.37** 5.72±0.62**
丹酚酸 B 10 15.88±1.28▲ 4.71±0.56▲
20 16.72±1.21▲▲ 4.56±0.49▲▲
与对照组比较:**P<0.01;与模型组比较:▲P<0.05 ▲▲P<0.01
**P < 0.01 vs control group; ▲P < 0.05 ▲▲P < 0.01 vs model group

3
2
1
0
3
2
1
0
A
N
P/
G
A
PD
H

B
N
P/
G
A
PD
H

对照 模型 10 20
丹酚酸 B / (μmol·L−1)
对照 模型 10 20
丹酚酸 B / (μmol·L−1)
**

▲▲
**

▲▲
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与对照组比较:**P<0.01;与模型组比较:▲P<0.05 ▲▲P<0.01
**P < 0.01 vs control group; ▲P < 0.05 ▲▲P < 0.01 vs model group
图 2 丹酚酸 B 对异丙肾上腺素致原代乳鼠心肌细胞肥大时 JAK1、STAT3 蛋白表达的影响 ( ± = 4x s , n )
Fig. 2 Effect of Sal B on protein expression of JAK1 and STAT3 in ISO-induced cardiomyocyte hypertrophy
of neonatal rats ( ± = 4x s , n )
或者不表达。在各种心肌肥大因素的刺激下,胚胎
基因被激活,表达上调,因此可将其作为心肌肥大
重要的标志物[10]。本实验结果表明,与对照组相比,
模型组乳鼠心肌细胞 ANP、BNP 基因表达水平明显
上调,表明模型制备成功。丹酚酸 B 可浓度相关地
下调 ANP、BNP 基因表达水平,提示其对心肌肥大
有一定的保护作用。心肌肥大的发生、发展过程与
氧化应激密切相关,氧自由基的堆积可促进心肌肥
大及纤维化[11]。本实验发现,模型组乳鼠心肌细胞
中的脂质过氧化物产 MDA 的量明显增加,而氧自
由基清除酶 SOD 得活性显著降低,进一步证实心
肌肥大与氧化应激相关。丹酚酸 B 给药组乳鼠心肌
细胞的氧化应激状态得到明显改善(即 SOD 活性
下降和 MDA 量的降低),并呈浓度相关性,表明丹
酚酸 B 可能通过清除氧自由基、提高心肌的抗氧化
能力,预防和治疗心肌肥大。
JAK-STAT 是非受体性酪氨酸激酶,在心肌肥
大的发生和发展中具有极为重要的作用。心肌细胞
发生肥大、增生时,活化的 JAK 能够使 STAT 发生
酪氨酸磷酸化而被激活,并从细胞质进入细胞核中,
上调肥厚相关基因,诱发肥大应答[12]。本实验结果
表明,丹酚酸 B 明显抑制异丙肾上腺素所诱发的
JAK1、STAT3 蛋白表达上调,并呈浓度相关性,提
示丹酚酸 B 的抗心肌肥大作用可能与其抑制 JAK-
STAT 信号转导通路有关。
综上所述,丹酚酸 B 能够通过改善氧化应激状
态、抑制 JAK-STAT 信号转导通路,抑制异丙肾上
腺素诱发的乳鼠心肌细胞肥大,且丹酚酸 B 在 100
μmol/L 以下对原代乳鼠心肌细胞的活力没有影响,
这为其临床上用于治疗和预防心肌肥大提供了实验
依据。对于丹酚酸 B 对大鼠心肌肥大保护作用及其
确切机制,有待进一步深入研究。
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JAK1
GAPDH
STAT3
GAPDH
对照 模型 10 20
丹酚酸 B / (μmol·L−1)
对照 模型 10 20
丹酚酸 B / (μmol·L−1)
3
2
1
0
3
2
1
0
对照 模型 10 20
丹酚酸 B / (μmol·L−1)
对照 模型 10 20
丹酚酸 B / (μmol·L−1)
JA
K
1/
G
A
PD
H

ST
AT
3/
G
A
PD
H

**

▲▲

▲▲
**
1.30×105
3.70×104
8.60×104
3.70×104
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