槐果碱保护心脏防止压力超负荷引发心肌纤维化

摘要

研究背景： 已有研究表明，心肌肥大和心血管死亡之间是有一个直接联系的。压力超负荷引起的心肌重塑的特征是心肌肥厚和纤维化，从而增加心肌僵硬度导致舒张功能障碍甚至死亡。然而，至今为止，仍未发现一个有效的靶向心肌局部炎症激活的抗纤维化的模型。心肌纤维化是与代谢紊乱（如糖尿病和肥胖等）相关的心脏病变过程的一个重要标志。心肌产生纤维化的病理特征主要体现在细胞外基质(ECM)的大量积聚。在心脏中，ECM含有大量胶原蛋白，其中胶原蛋白不成比例的堆积，通过纤维化对心肌组织的硬度产生了很大的影响。心肌纤维化重塑是大多数类型的心肌损伤的主要原因。 苦豆子（复方苦豆子注射液）已被主要用于炎症，发烧，疼痛和水肿的治疗。槐果碱，作为苦豆子中最丰富的活性成分，是一种四环喹嗪啶生物碱。值得注意的是，在临床试验中，槐果碱注射液（称为抗柯注射液）已经被证明有治疗病毒性心肌炎的疗效显著。重要的是，在体内给药情况下，槐果碱显着改善心脏功能和减少I/R大鼠心脏心肌梗死面积。此外，槐果碱减轻炎症介质的含量和髓过氧化物酶活性，中性粒细胞浸润。最近，有研究表明，槐果碱能抑制小鼠巨噬细胞，预防小鼠Colon26细胞癌症恶病质相关症状，降低IL-6和TNF-α的表达水平。最近研究表明槐果碱还可改善收缩压和舒张木期容积，并对维持健康的心脏功能起关键性作用。 研究目的： 以前的研究中我们推测槐果碱可以保护心脏抵抗对压力超负荷诱导的心肌纤维化。为了证实我们的推测，我们使用了大鼠心肌肥厚模型，观察槐果碱的保护性能对高血压心室重构及其相关的潜在机制。 研究方法： 60只雄性大鼠随机分为五组:假手术组(n=9)，模型组(n=11)，槐果碱（10毫克/千克）组(n=9)，槐果碱（20毫克/千克）组(n=9)和槐果碱（40毫克/千克）组(n=10)。试验物质，从苦豆子的干种子中分离槐果碱。成年雄性SD大鼠进行肾动脉上腹主动脉缩窄(AC)或假手术以诱发持续的压力负荷。6周后，大鼠被随机分配接受槐果碱（10，20，和40毫克/千克，灌胃）或安慰剂6周时间的治疗。进行了六个星期的治疗后，检查心脏相关系数，心肌纤维化，羟脯氨酸浓度和炎症介质。ELISA试剂盒测定血清中促炎性细胞因子，MMP-2和MMP-9的表达水平。定量分光光度计在560nm处针对羟脯氨酸标准曲线分析胶原蛋白的含量。心肌纤维化使用Masson的三色染色进行分析评价。在p-IKBα表达变化方面通过Western blot方法进行检测分析。 研究结果： 1.槐果碱对血液动力学和心脏相关参数的影响肾动脉上腹主动脉缩窄(AC)处理6周后，所有动物的体重都基本相同。然而，左心室重量/体重在模型动物较假手术组动物高，表明手术处理使大鼠心脏肥大(P＜0.01)。与此相反，槐果碱（20和40毫克/千克）明显改善大鼠心肌肥大的状态(P＜0.05，P＜0.01)。此外实验动物中的血液动力学数值结果表明，手术组与假手术组相比LVSP降低，而LVEDP增加。早期治疗槐果碱（20和40毫克/公斤）能显著提高LVSP和降低LVEDP水平(P＜0.05，P＜0.01)。 2.槐果碱对促炎性细胞因子表达水平的影响在目前的研究中我们测定了两个具有代表性的促炎性细胞因子，如IL-6和IL-1β。在模型组动物，血清中促炎性因子IL-6（102.29±16.46与65.98±10.88，皮克/毫升）和IL-1β（126.08±25.03与82.84±12.34，皮克/毫升）的表达量明显高于假手术的动物(P＜0.01)。然而，槐果碱治疗显著降低两个促炎性细胞因子的表达水平，如在20毫克/千克的剂量和40毫克/千克的槐果碱处理压力超负荷大鼠后，IL-6的表达水平分别为87.36±7.97和83.49±13.34，IL-1β的表达水平分别为97.02±7.18和85.00±17.21。这一结果表明槐果碱处理的抗炎效果。 3.槐果碱对胶原蛋白表达的影响无论是在实验和临床条件下，胶原蛋白代谢标志物被认为是心脏组织修复和纤维化监测的可靠工具。然后，我们测试槐果碱对动物胶原含量水平的影响。肾动脉上腹主动脉缩窄(AC)手术处理6周后，与假手术组相比，胶原蛋白的含量更为丰富。然而，随着槐果碱（20和40毫克/千克）持续治疗显著减少了胶原蛋白的表达。 4.槐果碱对心肌纤维化的影响本实验中通过Masson三色染色对手术或假手术后安慰剂和槐果碱处理的大鼠心脏切片分析来确定槐果碱对心肌损伤的程度的影响。缩窄术组大鼠与假手术动物相比，心肌纤维化显著增加（胶原染色呈蓝色）。然而，槐果碱明显减弱这些病理变化。 5.槐果碱对MMP-2和MMP-9表达的影响在手术处理六周后，假手术组血清中MMP-2和MMP-9的含量分别为18.14±3.71和11.83±1.76毫微克/毫升，手术组中血清中MMP-2和MMP-9的含量也较假手术组升高，其含量分别为34.10±5.49和21.01±4.17毫微克/毫升。当用槐果碱治疗处理后，降低这两种基质金属蛋白酶的表达水平。20和40毫克/公斤槐果碱处理后MMP-2表达量分别为30.19±3.98和27.83±4.45，MMP-9的含量分别为17.60±2.41，和16.56±1.06毫微克/毫升。 6.槐果碱对磷酸化IKBα的影响手术处理6周后，通过Western blot检测p-IKBα蛋白的表达水平，结果表明，这个参数是手术组显著高于假手术组（2.15±0.38与1.03±0.08，P＜0.01）;而槐果碱显著地降低p-IKBα的表达（1.72±0.24，P＜0.01），表明槐果碱能有效阻碍IKBα磷酸化。 结论： 1.槐果碱（20和40毫克/千克）显著降低左心室重量/体重，并有利于左室收缩压(LVSP)，左室舒张末压(LVEDP)的改善。 2.槐果碱具有抗纤维化作用。该机制可能是通过NF-κB的信号传导途径、调节促炎细胞因子的表达和胶原含量水平以及金属蛋白酶的表达之间的平衡来实现的。

目录

声明

摘要

符号说明

前言

第一章 槐果碱对压力超负荷引发血液动力学和心脏指数的影响

材料与方法

结果

讨论

附图

参考文献

第二章 槐果碱对压力超负荷引发的心脏纤维化水平的影响

材料与方法

结果

讨论

附图

参考文献

第三章 槐果碱对压力超负荷大鼠中MMP-2、MMP-9和p-IKB α表达水平的影响

1．1 植物材料

1．2 实验动物

1．3 试剂

1．4 仪器

二、实验方法

结果

讨论

附图

参考文献

结论

本研究创新性的自我评价

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致谢

学位论文评阅及答辩情况表

综述1 表观遗传调控心肌纤维化

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