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 RTPCR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 3658% (P<005),
3338%(P<001),2024%(P<001)。与模型组相比,葛根素组大鼠 LVEDP,LVM/BW分别降低 6524%(P<005),
1312%(P<005),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 apelin36浓度较正常组高
1856%(P<005),20738%(P<005),而葛根素组较模型组降低2421%(P<005),4940%(P<005)。RTPCR结果:
左心室组织apelinmRNA,APJmRNA表达水平,模型组比正常组分别高7766%(P<005),11900%(P<005);而葛根素
组较模型组降低2740%(P<001),4566%(P<001)。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12951%,1541%(P<001);而葛根素组较模型组降低6536%(P<001),6287%(P<001)。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] 20090320
[基金项目] 温州市科技局项目(Y2003A104)
[通信作者] 杨鹏麟,教授、主任医师、硕士生导师,Tel:
13705777887,Fax:(0577)88086253,Email:yangpengling@163com
[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Tatemoto
K[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[36],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 apelin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
11 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),MMuLV逆转录酶、Taq酶、
RNAsin和Oligo(dT)15Primer购自上海晶美生物技
术有限公司;apelin36放免试剂盒及免疫组化 ape
lin36,APJ一抗均由美国 PhoenixPharmaceutical
INC提供。Isoproterenol、抑肽酶(aprotinin)、杆菌肽
购自Sigma公司;SABC试剂盒购自北京中山生物试
剂公司。其余均为市售分析纯产品。PCR引物由
赛百盛公司合成(表1)。
12 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2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 RTPCR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
apelin36 sense5′TGCTCTGGCTCTCCTTGACT3′ 190 61 36
antisense5′ATGGGTCCCTTATGGGAGAG3′
APJ sense5′
&
TTCCTTCTAGGCACCACAGG3′ 413 58 36
antisense5′CTGTTTTCCGGGATGTCAGT3′
βactin sense5′ATCTGGACCACACCTTC3′ 291 55 24
antisense5′AGCCAGGTCCAGACGCA3′
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。
13 血浆、左心室组织apelin36放射免疫(RIA)测
定 按放免药盒说明书操作测定 apelin36含量。
与 apelin36(Human),apelin16(Human,Bovine),
apelin13(Human,Bovine),apelin12(Human,Bo
vine),apelin17(Human,Bovine),apelin36(Rat)交
叉反应性均为 100%,受体结合率为 35%,IC5026
pg/管。
14 左心室总RNA的提取及半定量 RTPCR测定
apelin36及APJmRNA水平 用 Trizol一步法提取
总RNA。MMuLV逆转录酶及 Oligo(dT)15primer
逆转录成单链cDNA。测定apelin36mRNA以及β
actin含量的PCR反应总体积为25μL:cDNA2μL,
上下游引物共1μL,TaqDNA聚合酶混合物12μL,
DEPC水10μL;反应条件:apelin95℃5min,94℃
30s,61℃ 30s,72℃ 40s,热循环36次;72℃ 5
min。βactin94℃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291
bp的条带。apelin36mRNA与 βactinmRNA的比
值即为apelin36mRNA的相对含量。重复 3次独
立试验。APJmRNA含量的测定与 apelin36mRNA
含量的测定相似,PCR反应条件见表1。
15 左心室组织 apelin36,APJ免疫组化检测
(SABC法) 左心室组织石蜡切片常规脱蜡脱水,
03%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apelin36,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IPP51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。
16 统计学处理 结果以 珋x±s表示,利用
SPSS110统计学软件进行单因素方差分析,P<
005为差异具有统计学意义。
2 结果
21 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 3658%,
3338%,2024%。与M组相比,P组大鼠 LVEDP,
LVM/BW分别降低 6524%,1312%。2组大鼠
mCAP差异无统计学意义 (表2)。
表2 3组大鼠mCAP,LVM/BW及LVEDP
的比较(珋x±s,n=10)
组别
mCAP
/mmHg
LVM/BW
(×10-3)
LVEDP
/mmHg
C 912±269 184±009 502±441
M 1245±671) 221±0182) 2178±6712)
P 1168±185 192±0173) 757±5993)
注:与C组相比1)P<005,2)P<001;与 M组相比3)P<005;
1mmHg≈013kPa。
22 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apelin36浓度升高1856%,20738%;与M组
相比,P组大鼠分别降低2421%,4940%。免疫组
化结果,与C组相比,M组左心室 apelin36,APJ蛋
白表达分别高 12951%,1541%,与 M组相比,P
组大鼠分别降低6536%,6287% (图1)。
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Ⅰ对照组;Ⅱ模型组;Ⅲ葛根素组;Aapelin36表达;BAPJ表达。
图1 左心室组织apelin与APJ蛋白表达的变化(×400)
23 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7766%,1190%。与 M
组相比,P组左心室组织 apclinmRNA,APJmRNA
表达分别降低了2740%,4566% (图2)。
图2 左心室apelin36和APJmRNARTPCR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8D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]。作者前期研究提
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 ET1,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[11]发现在心衰早期(NY
HA1,2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(NY
HA3,4级)时则出现下降。Lee等[4]给大鼠静脉注
射apelin13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,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,进而调节血压以及对抗高
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[12]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[1314]发现apelin13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,apelin16是很有
效的正性肌力药,增强心肌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[15]。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,从而改善心功能和维持
血压的稳定。同时,免疫组化结果显示,apelin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[16]。
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[17]。
本实验葛根素组上述指标均比模型组明显降低,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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clip(2K1C)ratsMethod:TirtymaleSpragueDawleyratswererandomlydividedintonormalcontrolgroup(C),modelgroup(M)
andpueraringroup(P)Themeanofcarotidarterialpressure(mCAP),meanofleftventricularenddiastolicpressure(LVEDP),and
theweightratioofleftventricularmass(leftventricleplusseptum)tobodyweight(LVM/BW)weremeasuredtoevaluatethemodelof
2K1CrenalhypertensionTheconcentrationsofapelinintheplasmaandleftventricle(LV)weremeasuredwithradioimmunoassay
ApelinmRNAandAPJmRNAexpressedintheLVwereexaminedbyreversetranscriptionpolymerasechainreaction(RTPCR)The
peptidesofapelinandAPJexpressedintheLVweredetectedwithimmunohistochemistry(IHC)Result:ComparedwithCgroup,the
mCAP,LVEDPandLVM/BWofMgroupwerehigher3658%,3338% and2024%,respectively(P<005,P<001,P<
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001)ComparedwithMgroup,LVEDPandLVM/BWofPgroupwerelower6524% and1312%,respectively(bothP<005)
HowevermCAPwasofnosignificantdiferencebetweenthesetwogroupsThelevelsofapelin36intheplasmaandLVofMgroup
wererespectivelyhigher1856% and20738% thanthoseofCgroup(bothP<005),whileonesofPgroupwerelower2421%
and4940% thanthoseofMgroup(bothP<005)TheexpressionsofapelinmRNAandAPJmRNAatleftventricletissuesof
2K1Cratswerehigher7766% and11900% (bothP<005)thanthoseofCgroupTheonesofPgroupwerelower2740% and
4566% thanthoseofMgroup(bothP<001)TheIHCresultsindicatethattheexpressionsofapelinandAPJpeptidesatleftventri
cletissuesof2K1Cratswerehigher12951% and1541% (bothP<001)thanthoseofCgroup,respectivelyWhereastheonesof
Pgroupwerelower6536% and6287% thanthoseofMgroup(bothP<001)Conclusion:Throughregulatingapelin/APJsystem
puerarinhasprotectiveefectonthedevelopmentofleftventricularhypertrophybyrenalhypertension.
[Keywords] puerarin;apelin;receptor;2K1C;renalhypertension;leftventricularhypertrophy;rat
[责任编辑 张宁宁]
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