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Effects of puerarin on expression of apelin and its receptor of 2K1C renal hypertension rats

葛根素对两肾一夹高血压大鼠Apelin及其受体的影响



全 文 :葛根素对两肾一夹高血压大鼠 Apelin
及其受体的影响
金戈1,杨鹏麟1,龚永生2,范小芳2,唐疾飞1,林加锋1
(1温州医学院 附属第二医院 心血管内科,浙江 温州 325027;
2温州医学院 肺心病研究室 机能实验教学中心,浙江 温州 325035)
[摘要] 目的:探讨葛根素对两肾一夹高血压大鼠Apelin及其受体变化的影响。方法:清洁级雄性 SD大鼠30只,随机
均分为正常组、模型组和葛根素组。分别测定平均颈动脉压(mCAP)、左室舒张末期压(LVEDP)以及左心重与体重比值
(LVM/BW)来评价高血压模型。放免法测定血浆、左心室组织匀浆 Apelin水平,免疫组化和 RTPCR分别检测左心室组织
Apelin,APJ表达的变化。结果:与正常组相比,模型组大鼠 mCAP、LVEDP以及 LVM/BW分别升高3658% (P<005),
3338%(P<001),2024%(P<001)。与模型组相比,葛根素组大鼠 LVEDP,LVM/BW分别降低 6524%(P<005),
1312%(P<005),2组大鼠 mCAP差异无统计学意义。放免结果:模型组血浆和左心室匀浆 Apelin36浓度较正常组高
1856%(P<005),20738%(P<005),而葛根素组较模型组降低2421%(P<005),4940%(P<005)。RTPCR结果:
左心室组织ApelinmRNA,APJmRNA表达水平,模型组比正常组分别高7766%(P<005),11900%(P<005);而葛根素
组较模型组降低2740%(P<001),4566%(P<001)。免疫组化染色结果:左心室组织Apelin和APJ蛋白表达水平,模型
组较正常组分别高12951%,1541%(P<001);而葛根素组较模型组降低6536%(P<001),6287%(P<001)。结论:
葛根素对肾性高血压左室肥厚具有保护作用,该作用可能是通过调节Apelin及其受体表达实现的。
[关键词] 葛根素;Apelin;受体;两肾一夹;肾性高血压;左室肥厚;大鼠
[收稿日期] 20090320
[基金项目] 温州市科技局资助项目(Y2003A104)
[通信作者]  杨鹏麟,教授、主任医师、硕士生导师,Tel:
13705777887,Fax:(0577)88086253,Email:yangpengling@163com
[作者简介] 金戈,住院医师,硕士研究生,从事心血管疾病临床和
基础研究
  Apelin是新近发现的小分子活性肽,由 Tatema
toK[1]等利用“孤儿受体策略”,以反向药理学方法
从牛胃组织提取物中分离纯化而出[2],它是孤儿 G
蛋白耦联受体 APJ的天然配体。研究表明,Apelin
和APJmRNA广泛表达于人类和大鼠的心血管和中
枢神经系统[36],具有扩张血管、降低血压[7]和维持
内环境稳定[6]等广泛的生物学效应,是一种重要的
生理调节肽。葛根素(puerarin)是单体异黄酮化合
物,已广泛应用于心脑血管及肺部疾病的治疗。作
者前期工作发现葛根素有逆转肾性高血压大鼠左室
肥厚的作用[8],但机制尚未完全明了。本工作在两
肾一夹肾性高血压大鼠模型上,观察葛根素对 Ape
lin及其受体APJ的影响,旨在进一步探讨葛根素对
高血压左室肥厚的影响及其机制,为拓展其临床新
用途提供实验依据与理论基础。
1 材料与方法
11 材料 健康雄性 SD大鼠 30只,体重 150~
180g,由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供;
葛根素注射液(浙江康恩贝制药股份有限公司,批
号060103);Trizol购自 GIBCOBRL(USA);dNTP
购自ClontechCO.(USA),MMuLV逆转录酶、Taq
酶、RNAsin和Oligo(dT)15Primer为上海晶美生物
技术有限公司;Apelin36放免试剂盒及免疫组化
Apelin36、APJ一抗均由美国PhoenixPharmaceutical
INC提供。Isoproterenol、抑肽酶(Aprotinin)、杆菌肽
购自 SigmaCo公司;SABC试剂盒购置北京中山生
物试剂公司。其余均为市售分析纯产品。4个 PCR
引物由赛百盛公司合成(表1)。
12 两肾一夹高血压模型的复制[9]及处理 30只
雄性SD大鼠随机均分为正常组(C)、模型组(M)和
葛根素组(P)。后两组大鼠,术前禁食过夜,自由饮
水,用戊巴比妥钠(35mg·kg-1,ip)麻醉,上腹部
正中切口,沿腹白线逐层分离,暴露肾脏及肾动静
脉,玻璃分针分离动静脉,用银夹将肾动脉套住,并
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   表1 RTPCR扩增的寡核苷酸引物及反应条件
基因 引物 长度/bp 温度/℃ 循环
Apelin36 Sense5′TGCTCTGGCTCTCCTTGACT3′ 190 61 36
Antisense5′ATGGGTCCCTTATGGGAGAG3′
APJ Sense5′
!
TTCCTTCTAGGCACCACAGG3′ 413 58 36
Antisense5′CTGTTTTCCGGGATGTCAGT3′
βactin Sense5′ATCTGGACCACACCTTC3′ 291 55 24
Antisense5′AGCCAGGTCCAGACGCA3′
打结固定,术后正常进食与喂水。饲养8周后,C组
和M组大鼠每天腹腔注射生理盐水(80mg·
kg-1),P组腹腔注射葛根素注射液(80mg·kg-1)。
正常饲养4周后,麻醉,称重,左颈总动脉插管连接
八通道生理记录仪(PowerLab系统,澳大利亚)记录
mCAP及LVEDP。之后,放血处死动物,迅速剪开胸
腔取部分左心室组织置于4%多聚甲醛PBS液中固
定,石蜡包埋、切片。另取左心室组织约50mg提取
RNA,待测 Apelin和 APJmRNA水平;余心肌组织
即置于液氮内冷冻待测。剪去右心房组织,沿室间
隔边缘剪下右心室,计算大鼠左心重(LVM)与体重
(BW)的比,作为左室肥厚的指标。
13 血浆、左心室组织 Apelin36放射免疫(RIA)
测定  按放免药盒说明书操作测定 Apelin36含
量。与 Apelin36(human),Apelin16(human,Bo
vine),Apelin13(human,Bovine),Apelin12(hu
man,Bovine),Apelin17(human,Bovine),Apelin36
(Rat)交叉反应性均为100%,受体结合率为35%,
IC501442pg/tube。实验步骤按说明书操作。
14 左心室总RNA的提取及半定量 RTPCR测定
Apelin36及APJmRNA水平 用Trizol一步法提取
总RNA。MMuLV逆转录酶及 Oligo(dT)15primer
逆转录成单链 cDNA。测定 Apelin36mRNA以及
βactin含量的 PCR反应总体积为 25μL:cDNA2
μL,上下游引物共1μL,TaqDNA聚合酶混合物12
μL,DEPC水10μL;反应条件:Apelin95℃ 5min,
94℃ 30s,61℃ 30s,72℃ 40s,热循环36次;72
℃ 5min。βactin94℃30s,55℃30s,72℃40s,
热循环24次;72℃ 5min。PCR产物经琼脂糖电
泳,凝胶成像及定量扫描仪分析,分别获得190bp
和291bp的条带。Apelin36mRNA与 βactinmR
NA的比值即为 Apelin36mRNA的相对含量。重复
3次独立试验。APJmRNA含量的测定与 Apelin36
mRNA含量的测定相似,PCR反应条件见表1。
15  左心室组织 Apelin36,APJ免疫组化检测
(SABC法)  左心室组织石蜡切片常规脱蜡脱水,
03%过氧化氢甲醇液室温处理20min,滴加一抗
(1∶300),4℃孵育过夜,再滴加二抗,DAB显色。
含Apelin36,APJ抗原的组织部位着色呈棕黄色,阳
性强度采用图像分析软件IPP51行半定量分析,每
张切片随机选取5个视野,读取每个视野阳性区域
及平均吸光度A。
16  统计学处理方法 结果以 珋x±s表示,利用
SPSS110统计学软件进行单因素方差分析,P<
005为差异具有统计学意义。
2 结果
21 葛根素对2K1C肾性高血压大鼠 mCAP,LV
EDP,LVM/BW 的影响 与 C组相比,M组大鼠
mCAP,LVEDP,LVM/BW 分 别 升 高 3658%,
3338%,2024%。与M组相比,P组大鼠 LVEDP,
LVM/BW分别降低 6524%,1312%。2组大鼠
mCAP差异无统计学意义 (表2)。
表2 3组大鼠mCAP,LV±dp/dtmax,LVM/BW及
LVEDP的比较(珋x±s,n=10)
组别
mCAP
/mmHg
LVM/BW
(×10-3)
LVEDP
/mmHg
C 912±269 184±009 502±441
M 1245±671) 221±0182) 2178±6712)
P 1168±185 192±0173) 757±5993)
  注:与C组相比1)P<005,2)P<001;与 M组相比3)P<005;
1mmHg≈013kPa。
22 血浆、左心室组织 Apelin与 APJ蛋白表达的
变化 放免结果与C组相比,M组大鼠血浆和左心
室匀浆Apelin36浓度升高1856%,20738%;与M
组相比,P组大鼠分别降低2421%,4940%。免疫
组化结果,与 C组相比,M组左心室 Apelin36,APJ
蛋白表达分别高12951%,1541%,与M组相比,P
组大鼠分别降低6536%,6287% (图1)。
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23 左心室 ApelinmRNA与 APJmRNA表达的变
化 与 C组相比,M组左心室组织 ApclinmRNA,
APJmRNA表达分别增高7766%,119%。与 M组
相比,P组左心室组织 ApclinmRNA,APJmRNA表
达分别降低了2740%,4566% (图2)。
Ⅰ对照组;Ⅱ模型组;Ⅲ葛根素组;AApelin36表达;BAPJ表达。
图1 左心室组织Apelin与APJ蛋白表达的变化(×400)
图2 左心室Apelin36和APJmRNARTPCR产物表达
3 讨论
葛根素系豆科植物野葛干燥根中的提取物,其
主要成分为8D吡喃葡萄糖4,7二羟基异黄酮苷,
具有扩张冠状动脉、改善微循环、清除氧自由基、抑
制平滑肌细胞增生等作用[10]。我们前期研究提
示[8],葛根素能有效改善肾性高血压大鼠的左室收
缩舒张心功能以及左心室肥大的程度,但具体机制
尚不清楚。
Apelin这一新型血管活性肽,可能如 ET1,Ang
Ⅱ一样,既是循环激素,更重要的是又有可能通过旁
分泌、自分泌形式而发挥作用。本实验放免结果显
示两肾一夹肾性高血压大鼠血浆中 Apelin的浓度
较正常组显著升高。Chen等[13]发现在心衰早期
(NYHA1,2级)的患者血浆中 Apelin的水平升高,
其中以NYHA2级时升高最为明显,而在心衰晚期
(NYHA3,4级)时则出现下降。Lee等[4]给大鼠静
脉注射Apelin13之后,出现了显著的降低收缩和舒
张压的作用。说明循环中的 Apelin有较强的扩张
血管降低血压的作用,结合本实验结果,我们推测模
型组大鼠心功能可能处于代偿期,通过旁分泌或者
分泌增加血液循环中 Apelin的浓度,进而来调节的
血压以及来对抗高肾素、高 AngⅡ引起的心脏压力
负荷升高效应,对机体起到保护性的作用。
与此同时还发现模型组大鼠心肌 Apelin含量
也明显升高,而且Apelin以及 APJ的基因表达也显
著上调。Foldes等[14]研究发现在冠心病心衰以及
扩张型心肌病病人中,冠状动脉 ApelinmRNA水平
分别升高5倍和3倍,与本实验的结果一致。Lee
等[1516]发现apeiln13在SHR大鼠降低血压能力大
于正常大鼠,暗示在高血压环境中 APJ受体的表达
不同。在离体的大鼠心脏实验中,Apelin16是很有
效的正性肌力药,增强心肌的收缩力的能力可以达
到异丙肾上腺素的70%,说明在体内,Apelin可以
直接通过心脏内的 APJ受体而发挥正性肌力和正
性变时效应[11]。因此认为在高血压的环境中,机体
一方面通过增加 Apelin基因的表达和蛋白的合成,
代偿性的增加心肌收缩力,对抗后负荷压力,另一方
面则增强Apelin体内唯一的受体 APJ的表达,来增
加心肌细胞对Apelin的反应性,从而来改善心功能
和维持血压的稳定。同时,免疫组化结果显示,Ape
lin和APJ大多表达在心肌细胞和血管的内皮细胞
上,而且表达强度较正常组大鼠显著升高,结果和国
外文献报道的相一致[17]。
葛根素具有扩张冠状动脉、改善微循环、清除氧
自由基、抑制平滑肌细胞增生等广泛药理作用[18]。
本实验葛根素组上述指标均比模型组均明显降低,
提示对Apelin/APJ系统的调控可能是葛根素逆转
左室肥厚发生发展的机制之一。一方面可能通过调
节循环中Apelin的表达直接扩张外周血管,降低心
脏的后负荷,改善心功能;另一方面可能通过调节左
心室组织中 Apelin及其受体 APJ基因与蛋白的表
达,间接的起到保护心肌,进而逆转左室肥厚。
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综上所述,本实验提示葛根素对肾性高血压大
鼠左室肥厚具有保护作用,该作用至少部分是通过
Apelin/APJ信号系统来实现的,而其具体作用机制
尚有待于进一步深入探讨。
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(1DepartmentofCardiovascularInternalMedicine,SecondAfiliatedHospital,WenzhouMedicalColege,Wenzhou325027,China;
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[Abstract] Objective:Toexaminethechangeofpuerarinontheexpressionofapelinanditsreceptorofthetwokidney,one
clip(2K1C)ratsMethod:TirtymaleSpragueDawleyratswererandomlydividedintonormalcontrolgroup(C),modelgroup(M)
andpueraringroup(P)Themeanofcarotidarterialpressure(mCAP),meanofleftventricularenddiastolicpressure(LVEDP),and
theweightratioofleftventricularmass(leftventricleplusseptum)tobodyweight(LVM/BW)weremeasuredtoestimatethemodelof
2K1CrenalhypertensionTheconcentrationsofApelinweremeasuredwithradioimmunoassayintheplasmaandleftventricle(LV)
ApelinmRNAandAPJmRNAexpressedintheLVwasstudiedwithreversetranscriptionpolymerasechainreaction(RTPCR)The
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peptidesofApelinandAPJexpressedintheLVweredetectedwithimmunohistochemistry(IHC)Result:①ComparedwithCgroup,
themCAP,LVEDPandLVM/BWofMgroupwerehigher3658%,3338% and2024%,respectively(P<005,P<001,P<
001)②ComparedwithMgroup,LVEDPandLVM/BWofPgroupwerelower6524% and1312%,respectively(bothP<005)
HowevermCAPwasofnosignificantdiferencebetweentwogroups③ThelevelsofApelin36intheplasmaandLVofMgroupwere
respectivelyhigher1856% and20738% thanCgroup(bothP<005),howeveronesofPgroupwerelower2421% and4940%
(bothP<005)④TheexpressionsofApelinmRNAandAPJmRNAatleftventricletissuesof2K1Cratswerehigher7766% and
11900% (bothP<005)thanthoseofCgroupTheonesofPgroupwerelower2740% and4566%(bothP<001)⑤TheIHC
resultsindicatethattheexpressionsofApelinandAPJpeptidesatleftventricletissuesof2K1Cratswerehigher12951% and
1541% (bothP<001)thanthoseofCgroupNeverthelesstheonesofPgroupwerelower6536% and6287% (bothP<001)
Conclusion:ThroughregulatingApelin/APJsystem,puerarinhasaprotectiveefectinthedevelopmentofleftventricularhypertro
phybyrenalhypertension
[Keywords] puerarin;Apelin;receptor;2K1C;renalhypertension;leftventricularhypertrophy;rat
[责任编辑 吕冬梅]
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