全 文 :大柴胡汤对兔动脉粥样硬化血管平滑肌层
肉碱棕榈酰转移酶1表达的影响
宣柳1,李筱青1,盛晓蓉1,许明生2,车迅3
(1.安徽医学科学研究院,安徽 合肥 230061;
2.合肥市第二人民医院 心内科,安徽 合肥 230056;3.北京师范大学 生命科学院,北京 100875)
[摘要] 目的:观察大柴胡汤对兔动脉粥样硬化(AS)血管平滑肌层的肉碱棕榈酰基转移酶1(CPT1)表达的影响,为AS
治疗寻找新途径。方法:新西兰兔36只,分为正常组、模型组、辛伐他汀组和大柴胡汤组。第9,20周检测血清血脂水平,包括
胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL);第25周观察升主动脉病理组织学变化;RTPCR测定胸主动脉血管平滑
肌层CPT1mRNA的表达。结果:大柴胡汤组与模型组相比,血清血脂水平(TC,TG,LDL)明显降低(P<005),病理组织学指
标包括内膜(I)/中层(M)厚度比值(I/M),I+M、内膜/中层面积比值(SI/SM)明显减小(P<005),CPT1mRNA高于模型组
(P<005);与辛伐他汀组相比,除TG值,大柴胡汤组其余指标略高于辛伐他汀组,但都无显著性差异。结论:大柴胡汤早期
应用可显著降低高胆固醇诱导的兔血脂水平,抑制动脉粥样硬化的形成,并显著增加血管平滑肌层CPT1mRNA的表达。
[关键词] 动脉粥样硬化;大柴胡汤;兔
[收稿日期] 20090306
[通信作者] 宣柳,Tel:13365609930,Email:xuanliu007@126.
com
血管内皮功能损伤是动脉粥样硬化(atheroscle
rosis,AS)形成早期的始动环节,在 AS病变早期,
甚至在形态学上尚无任何可见的血管内膜增厚之
前,内皮依赖的血管舒张效应实际已明显减弱[1]。
因此也有学说认为血管平滑肌细胞(vascularsmooth
musclecel,VSMC)的表型转化所引发的血管重构
是As发生发展的根本原因[2]。能量代谢是生命活
动存在的象征,AS形成过程中的能量代谢变化尚不
清楚。作为产能物质,葡萄糖和脂类物质在体内的
代谢发生改变可能也是疾病发生发展过程的相关因
素。肉碱棕榈酰转移酶 1(carnitinepalmitoyltrans
ferase1,CPT1)是细胞线粒体脂肪酸氧化的限速
酶,由于CPT缺乏,患者可出现肝脏生酮衰竭、肌肉
乏力、肌痛、横纹肌溶解、肌球蛋白尿、急性肾功能衰
竭和急性呼吸功能衰竭[34],而 AS过程中血管壁平
滑肌中CPT1如何变化尚不清楚。大柴胡汤为《伤
寒论》名方,具有和解少阳、畅通气机、内泻热结之
功。现代药理研究表明其具有抗炎、降脂作用,可
见,大柴胡汤在治疗 AS方面有良好的应用前景。
本研究采用高胆固醇饮食诱导兔 AS模型,观察大
柴胡汤对动脉粥样硬化兔血管平滑肌 CPT1mRNA
表达的影响,探讨动脉粥样硬化形成过程中血管平
滑肌的能量代谢变化。
1 材料与方法
1.1 动物 同批5~6月龄雄性新西兰大耳白兔
36只,购自安徽医科大学实验动物中心,普通级(许
可证编号AHMU2006245),体重20~25kg。
1.2 试剂与药品 大柴胡汤煎剂由安徽中医学院附
属医院制剂室提供,200mL液体含柴胡18g、黄芩l0
g、半夏10g、生姜12g、大黄6g、白芍16g、枳实10g、
大枣5g,泽泻1g;辛伐他汀:重庆大新药业股份有限
公司生产;胆固醇:购自天津化学试剂批发公司。
1.3 分组和给药 将动物随机分为正常组、模型组、
辛伐他汀组及大柴胡汤组,每组9只。正常组:普通
饮食饲养25周;模型组:每单位重量普通饲料含5%
花生油、5%猪油、15%鸡蛋黄、05%胆固醇喂养25
周;辛伐他汀组和大柴胡汤组:饲料同模型组喂养25
周,并于第3周后给予辛伐他汀3mg·kg-1·d-1、大
柴胡汤20mL(含生药量88g,为成人用量10倍),
每日灌胃1次。各组每兔每天进食总量相等,限制为
150g,自由饮水,动物均为单笼饲养。
1.4 血脂检测 模型组和正常组每只兔在第9,20
周清晨空腹抽取耳中动脉血5mL,用日本 Olympu
sAU5400全自动生物化学分析仪检测血清总胆固醇
(TC)、甘油三酯(TG),TC,TG均为Olympus原装试
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剂盒;低密度脂蛋白(LDL)试剂盒由北京利德曼生
化技术有限公司提供,批号200709061。
1.5 病理标本制备和形态学观察 第25周末兔称
重后,麻醉下迅速完整取出大中血管,包括升主动
脉、主动脉、腹主动脉至髂动脉分叉处,并把标本置
冰浴PBS液清洗去除血液及血管外组织,切取各组
兔升主动脉长度 1~15cm(距主动脉瓣环约 1
cm),10%福尔马林固定后常规石蜡包埋标本,与升
主动脉长轴垂直的横截面连续切片,切片厚度 4
μm,行HE染色,在光镜下观察其病理学改变并照
像。采用ImageProPlus图像分析系统(美国 Media
Cybernetics公司)测量升主动脉平均内膜厚度(I)、
中层厚(M)、内膜面积(SI)与中层面积(SM),计算
I+M,I/M,SI/SM。模型组取胸主动脉段粥样斑块
堆积形成最明显处3~4cm,正常组取约相同位置,
剥离血管外膜,再用手术刀背轻轻刮去血管内膜,获
取单一的血管平滑肌层,装于冻存管置于液氮罐后
再转至-80℃低温冰箱保存备用。
1.6 血管平滑肌CPT1mRNA表达 取备用的血管
平滑肌层,加入1mLTRIzol试剂(Promage公司)并
迅速剪碎,置于组织匀浆器中匀浆,抽提总RNA,采用
紫外吸收法测定其吸光度。取1μg总RNA进行反
应,RT体系20μL含1μg总 RNA,MgCl24μL(25
mmol·L-1),随机引物1μL(50pmol·L-1),RNase
inhibitor20U,AMV逆转录酶 5U,dNTP2μL(10
mmol·L-1),每一标本取RT产物10μL进行CPT1
与βactin,PCR的反应;PCR反应体系为50μL,含相
应上、下游引物各025μL,Taq酶125U。引物由上
海生工合成,CPT1上游引物:5′GTGAAGAAACAAC
CCCCAGA3′,下 游 引 物:5′GGAAGCACTTGAGA
CAAGCC3′,PCR产物长度641bp;内参βactin上游
引物:5′ACCCACACGGTGCCCATCTACGAGG3′,下
游 引 物:5′AGCTCGTAGCTCTTCTCCAGGGAGG3′,
PCR产物长度248bp。CPT1的PCR扩增循环条件:
95℃3min,95℃45s,57℃45s,72℃45s,共35
个循环,最后72℃延长10min。PCR产物在15%琼
脂糖凝胶中电泳,紫外光灯下拍照,将凝胶电泳图像
输入美国Kodak凝胶分析系统,应用1DImageAnaly
sisSoftware计算同一管内CPT1与βactin扩增条带
灰度比值作为其相对表达强度。
1.7 统计学处理 采用SPSS130软件包,所有数据
存入数据文件中,正态性分布资料用 珋x±s表示,方差
齐性指标进行单因素方差分析及两两比较t检验,方
差不齐的指标进行独立样本秩和检验及两两比较。
2 结果
2.1 外周血脂水平变化 与正常组比较,模型组血
脂水平明显升高(P<005);大柴胡汤组与模型组比
较,TC,TG,LDL含量明显降低(P<005);同时第20
周,与辛伐他汀组比,大柴胡汤组TG含量较低,TC和
LDL略高,但均没有统计学意义(表1)。
表1 大柴胡汤对兔不同时期血脂水平的影响(珋x±s,n=9) mmol·L-1
组别
剂量
/g·kg-1
TC
9周 20周
TG
9周 20周
LDL
9周 20周
正常 - 178±082 212±068 143±038 151±042 128±032 158±049
模型 - 1356±1981) 2432±2101) 356±0621) 513±0981) 725±1131) 998±1381)
辛伐他汀 0003 204±0622) 258±0562) 182±0492) 281±0582,1) 213±0482) 243±0592)
大柴胡汤 88 258±1242) 286±0782) 161±0532) 238±0622) 267±0532) 292±0832)
注:与正常对照组比较1)P<005;与模型组比较2)P<005。
2.2 升主动脉病理形态学观察与定量分析 光镜
下正常组升主动脉内膜薄且结构完整;模型组内膜
明显增厚,脂质斑块弥漫,内有泡沫细胞大量积聚,
均匀覆盖于整个管腔表面,中膜变薄,平滑肌细胞排
列紊乱,管腔变窄且不规则;大柴胡汤组仅局部存在
斑块、泡沫细胞数目减少、体积变小、胞内空泡明显
减少(图1)。
病理形态学定量分析显示,模型组 I+M,I/M,
SI/SM均较正常组显著增大(均 P<005),辛伐他
汀组和大柴胡汤组二者均明显减小(与模型组比,
P<005)(表2)。
2.3 胸主动脉平滑肌层CPT1mRNA的表达 RT
PCR显示,兔胸主动脉平滑肌层 CPT1mRNA的表
达强度正常组077±007,模型组014±001(n=
9),与正常组比较显著降低(P<005),而大柴胡汤
组和辛伐他汀组 CPT1mRNA表达强度分别为
057±004,063±005,与模型组相比,均有显著
性差异(P<005)(图2)。
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A.正常组;B.模型组;C.辛伐他汀组;D.大柴胡汤组。
图1 各组兔升主动脉组织病理改变(×100)
表2 各组兔病理形态学定量分析比较(珋x±s,n=9)
组别 剂量/g·kg-1 I+M/μm I/M SI/SM
正常 - 145±68 002±001 002±001
模型 - 228±691) 062±0071) 051±0091)
辛伐他汀 0003 167±481,2) 028±0061,2) 014±0021,2)
大柴胡汤 88 172±511,2) 032±0071,2) 018±0031,2)
注:与正常组比较1)P<005;与模型组比较2)P<005。
M.DNAmarker;1.正常组;2.模型组;3.辛伐他汀组;
4.大柴胡汤组。
图2 PCR产物的琼脂糖凝胶电泳
3 讨论
大柴胡汤系东汉名医张仲景《伤寒论》名方,由
小柴胡汤化裁而来,在柴胡剂群中占重要地位,由柴
胡、大黄、黄芩、半夏、生姜、枳实、大枣组成,其主要
功能是和解少阳、内泻热结,为治疗少阳、阳明合病
的方剂。同时参考有关文献[5],本次研究在此方加
上泽泻。
实验结果表明,大柴胡汤可明显降低血清 TC,
TG,LDL的水平,对血脂代谢紊乱有明显的调节作
用。这可能是大柴胡汤抗AS作用的机制。
系列研究已证实,血管壁 I+M是由严重的高
胆固醇血症到早期AS和早发心血管疾病这一病理
生理进展过程的特征性指标,可敏感地检测 AS危
险因素,可靠地提示其临床疗效[6]。本研究证实通
过高胆固醇饮食建立兔 AS模型,与正常组比较,模
型组病理形态学的 I+M厚度,I/M,SI/SM均显著
增大。服用大柴胡汤后,血脂水平显著降低,同时上
述病理组织学指标均显著改善,证实了大柴胡汤对
AS血管病变有肯定的干预效果。
在脂肪酸β氧化过程中,CPT1是脂肪酸进入
线粒体流量的关键调控位点,CPT1水平降低将影
响脂肪酸转运入线粒体过程的进行,使已进入细胞
的脂肪酸及其活化产物脂酰辅酶 A难以进行 β氧
化以实现最终的能量生成,从而加剧细胞内大量脂
质堆积[7]。本实验中,大柴胡汤可明显升高胆固醇
喂养兔的血管平滑肌 CPT1mRNA表达水平,这种
表达的变化可能是其抑制动脉粥样硬化发生、发展
的部分原因所在,但具体机制仍不清楚。
总之,本研究发现了动脉粥样硬化兔病变处血
管平滑肌 CPT1mRNA表达水平明显下调,而大柴
胡汤能使 CPT1mRNA表达水平显著上调,这为动
脉粥样硬化的发生发展机制和如何更好的防治研究
提供了更多可能的靶点方向。
[参考文献]
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EfectofDachaihutangonexpressionofcarnitinepatmitoryltransferase1
invascularsmoothmusclelayerofatheroscleroticrabbits
XUANLiu,LIXiaoqing,SHENGXiaorong,XUMingsheng,CHEXun
(1.AnhuiMedicalScientificInstitute,Hefei230061,China;
2.DeptofCardiologyHefeiSecondPeople'Hospital,Hefei230051,China;
3.DeptofLifeSciences,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China)
[Abstract] Objective:ToinvestigatethetherapeuticefectofDachaihutangonthedevelopmentofatherosclerosis(AS)inrab
bitsanditspossiblemechanismbydetectingtheexpressionlevelofcarnitinepatmitoyltransferase1(CPT1)invascularsmoothmus
clelayerofatheroscleroticrabbits,andsearchthenewwayandevidenceforAScures.Method:ThirtysixmaleNewZealandwhite
rabbitsweredividedrandomlyintocontrolgroup,modelcontrolgroup,simvastatingroupandChinesetraditionalmedicinedachaihutang
group.After9weeksand20weeksoftreatment,serumtotalcholesterol(TC)andtriglyceride(TG)andlowdensitylipoprotein
(LDL)levelswereexamined.Attheendof25thweeks,histologicalchangesinascendingaortawerestudiedbyHEstainingandhis
tomorphometricanalysis.ThegeneexpressionofCPT1invascularsmoothmusclelayerofthoracicaortawasdetectedbysemiquantita
tivereversetranscriptionpolymerasechainreaction(RTPCR).Result:Comparedwithmodelcontrolgroup,indachaihutanggroup
serumTCandTGandLDLlevelsatenuated.Pathomorphologyindicatedthatintimaandmedia(I+M)becamethinned,andtherati
osofthethicknessofintimatomedia(I/M)andtheareaofintimatomedia(SI/SM)weredecreased(P<005).Aorticintimalpro
liferationinDachaihutanggroupwasassociatedwithamarkedincreaseinCPT1expressioninvascularsmoothmusclelayerofthoracic
aorta.Comparedtosimvastatingroup,exceptTGvalue,othervalueswerehigherinDachaihutanggroup,however,therewerenosig
nificantdiferencesbetweenthetwogroups.Conclusion:ThesefindingssuggestthatearlytreatmentwithDachaihutangnotonlyin
ducesasignificantregressionofarteriallesionsofhighcholesteroldietrabbits,butalsohasacrucialinhibitedgenesisanddevelopment
ofatherosclerosisefectbyupregulatingCPT1expressioninvascularsmoothmusclelayer.
[Keywords] atherosclerosis;Dachahutang;rabbit
[责任编辑 古云侠]
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