胡丹丹 陳 偉 孫 鑫
(1.浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第三醫(yī)院,浙江 杭州 310005;2.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院,上海200030)
膿毒癥是嚴(yán)重創(chuàng)傷、感染、休克等多種應(yīng)激狀態(tài)下的常見(jiàn)并發(fā)癥,發(fā)病率高,死亡率高。膿毒癥死亡與其易導(dǎo)致多臟器功能損傷有密切關(guān)系。膿毒癥中醫(yī)辨證多從毒、瘀、痰入手,但在膿毒癥心肌損傷時(shí)患者多表現(xiàn)為毒熱神昏,治療當(dāng)以醒神開(kāi)竅祛除瘀毒。因此,本研究以大鼠盲腸結(jié)扎穿孔(CLP)法建立膿毒癥模型,觀察醒腦靜注射液對(duì)膿毒癥大鼠的心臟保護(hù)效應(yīng),探討其作用機(jī)制。
1.1 動(dòng)物雄性 Wistar大鼠,清潔級(jí),體質(zhì)量(200±20)g,購(gòu)自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司。造模前適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d。
1.2 主要儀器低溫離心機(jī) (Eppendorf Centrifuge 5804德國(guó));紫外分光光度計(jì)(BECKMANDU-600,美國(guó));電泳轉(zhuǎn)膜裝置(Bio-RAD,美國(guó));數(shù)顯恒溫水浴鍋(泰州市華普達(dá)教學(xué)儀器有限公司);Model 550 酶標(biāo)儀(Bio-Rad,美國(guó));Bio Sen SC300 凝膠圖象分析系統(tǒng)(上海山富科學(xué)儀器有限公司);PTC-225 Peltier Thermal Cycler(MJ Research Inc,Waltham,Massachusetts);Rotor-Gene RG-3000 Real-Time Thermal Cycler (Corbett Reseach,Sydney,Australia)等。
1.3 藥物與試劑醒腦靜注射液(無(wú)錫濟(jì)民可信山禾藥業(yè)股份有限公司生產(chǎn),批號(hào):國(guó)藥準(zhǔn)字Z32020563)。戊巴比妥鈉(上海西塘生物科技有限公司)。氯仿,異丙醇,二硫代蘇糖醇(DTT)(0.1 mol/L),RNasin(40 U/μL),dNTP(10 mmol/L),隨機(jī)引物,D NaseI(5 U/μL),逆轉(zhuǎn)錄酶,SYBRI,50×Calibration,HS ExTaq 酶及 10×Buffer等;大鼠腫瘤壞死因子-α(TNF-α)酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)試劑盒(煙臺(tái)賽爾斯公司);Light Shift化學(xué)發(fā)光凝膠遷移實(shí)驗(yàn)(EMSA)試劑盒(Pierce,美國(guó));核蛋白提取試劑盒(南京凱基生物科技發(fā)展有限公司);Bradford蛋白質(zhì)定量試劑盒(天根生化科技有限公司);Trizol Reagent(Invitrogen,美國(guó))。
1.4 模型制備參照文獻(xiàn)[1]報(bào)道以CLP法制備膿毒癥模型。
1.5 分組及給藥大鼠分為6組:正常組、假手術(shù)組、模型6 h組、模型24 h組、醒腦靜6 h組及醒腦靜24 h組,每組8只。正常組與其余各組同步飼養(yǎng),麻醉后腹主動(dòng)脈采血處死;模型6 h組、醒腦靜6 h組行CLP術(shù)后,分別尾靜脈注射0.9%氯化鈉注射液5 mL/kg、醒腦靜注射液5 mL/kg;模型24 h組、醒腦靜24 h組行CLP術(shù)后,分別于0、6、12 h尾靜脈注射0.9%氯化鈉注射液5 mL/kg、醒腦靜注射液5 mL/kg。
1.6 標(biāo)本采集與檢測(cè)模型6 h組、醒腦靜6 h組和模型24 h組、醒腦靜24 h組分別于CLP術(shù)后6、24 h麻醉并腹主動(dòng)脈采血處死留取標(biāo)本行相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)。假手術(shù)組麻醉后開(kāi)腹翻動(dòng)腸道,關(guān)腹,24 h后麻醉,腹主動(dòng)脈采血處死,留取標(biāo)本行相關(guān)檢測(cè)。(1)使用自動(dòng)生化分析儀測(cè)定肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)。(2)ELISA 檢測(cè)心肌組織 TNF-α 蛋白含量,按試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。(3)熒光定量PCR(PT-PCR)法檢測(cè)心肌組織TNF-α mRNA表達(dá)。Trizol常規(guī)法抽提各組心肌組織總RNA,去除基因組DNA;RNA定量后逆轉(zhuǎn)錄為cDNA;引物TNF-α:5'–TCCTTCAGACACCCTCAACC-3';3'-AGGCCCCAGT TTGAATTCTT-5',GAPDH:5'-GAGTCAACGGA TTTGGTCGT-3';3'-TTGATTTTGGAGGGATCTCG-5'。 取樣本總 cDNA 1 μL、上游和下游引物各0.5 μL,加入試劑盒其他成分,樣品TNF-α、GAPDH循環(huán)條件為:94℃預(yù)變性5 min;接著進(jìn)行45個(gè)循環(huán),95℃變性 30 s,58℃退火 30 s,72℃延伸 40 s;最后 72℃延伸5 min。將預(yù)試驗(yàn)的PCR產(chǎn)物以10倍濃度梯度進(jìn)行稀釋,選擇1/10000,1/100000,1/1000000,1/10000000 濃度的稀釋產(chǎn)物作為標(biāo)準(zhǔn)品模板,進(jìn)行熒光定量PCR反應(yīng)并同時(shí)在熒光定量PCR儀中輸入以上4個(gè)濃度梯度的數(shù)值。通過(guò)這4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品生成的反應(yīng)數(shù)據(jù),軟件Rotor-Gene6.0根據(jù)反應(yīng)的熒光實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)品的濃度關(guān)系,生成標(biāo)準(zhǔn)曲線。通過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算在標(biāo)準(zhǔn)曲線所劃定的CT值。以GADPH為內(nèi)參,計(jì)算目的基因與GADPH的比值,比值即為擴(kuò)增產(chǎn)物定量相對(duì)值。(4)EMSA法檢測(cè)心肌組織NF-κB活性。按核蛋白提取試劑盒說(shuō)明書(shū)提取核蛋白,Bradford法測(cè)定核蛋白濃度。 核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)的探針序列:生物化標(biāo)記,5'-AGTTGAGGGGA CTTTCCCAGGC-3';3'-TCAACTCCCCTGAAAGGGTCCG-5'。按照試劑盒的說(shuō)明書(shū)要求操作,配制20μL檢測(cè)結(jié)合反應(yīng)體系,進(jìn)行非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳,轉(zhuǎn)膜,固定,化學(xué)發(fā)光檢測(cè)生物素標(biāo)記DNA,X線下曝光顯影,用分析軟件將圖片上的特異條帶灰度值數(shù)字化。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以(±s)表示,多組間比較采用方差分析,相關(guān)性分析采用簡(jiǎn)單線性回歸分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 各組大鼠心肌酶譜變化見(jiàn)表1。模型24 h組、醒腦靜24 h組、模型6 h組、醒腦靜6 h組心肌組織CK-MB、CK均較假手術(shù)組明顯升高(P<0.05);模型24 h組、醒腦靜24 h組心肌組織CK-MB、CK均較模型6 h組、醒腦靜6 h組明顯升高(P<0.05或0.01);模型24 h組心肌組織CK-MB、CK水平高于醒腦靜24 h組(P<0.05);模型6 h組心肌組織CK-MB、CK水平高于醒腦靜6 h組(P<0.05)。
表1 各組大鼠心肌酶CK-MB、CK比較(U/L,±s)
表1 各組大鼠心肌酶CK-MB、CK比較(U/L,±s)
與模型組同時(shí)間點(diǎn)比較,*P<0.05,**P<0.01;與假手術(shù)組比較,△P<0.05,△△P<0.01。下同。
組 別 n CK-MB CK正常組 8 2083.10±659.52 1001.87±254.07假手術(shù)組 8 2199.35±559.58 1195.40±248.37模型 6 h組 8 3230.85±644.83△ 1774.72±505.86△醒腦靜 6 h組 8 2578.88±532.98*△ 1331.58±309.94*△模型 24 h組 6 4218.55±384.55△△ 3234.75±569.31△△醒腦靜 24 h 組 6 3559.27±345.67*△△ 1969.45±542.61*△△
2.2 各組大鼠心肌組織TNF-α水平變化見(jiàn)表2。模型24 h組、醒腦靜24 h組、模型6 h組、醒腦靜6 h組心肌組織TNF-α含量及TNF-α mRNA表達(dá)均高于假手術(shù)組 (P<0.05或0.01),模型24 h組、醒腦靜24 h組心肌組織TNF-α含量及TNF-α mRNA表達(dá)均較模型6 h組、醒腦靜6 h組降低(P<0.05);醒腦靜24 h組心肌組織TNF-α含量及TNF-α mRNA表達(dá)低于模型24 h組 (P<0.05);醒腦靜 6 h組心肌組織 TNF-α含量及TNF-α mRNA 表達(dá)低于模型 6 h組(P<0.01)。
表2 各組大鼠心肌組織TNF-α水平比較(±s)
表2 各組大鼠心肌組織TNF-α水平比較(±s)
組 別 n TNF-α蛋白含量(ng/mL) TNF-α mRNA表達(dá)正常組 8 12.6808±0.8651 1769.1078±172.0320假手術(shù)組 8 13.4787±2.2911 2018.1289±174.1766模型 6 h組 8 23.8726±2.0491△△ 19840.8051±1169.1709△△醒腦靜 6 h組 8 18.1155±3.3767**△ 16816.4239±367.6749**△△模型 24 h組 6 20.2241±1.1088△△ 5772.4474±418.5459△醒腦靜 24 h組 6 16.7476±2.3094*△ 3560.0677±418.5459*△
2.3 各組大鼠心肌組織NF-κB表達(dá)變化見(jiàn)表3,圖1。模型24 h組、醒腦靜24 h組、模型6 h組、醒腦靜6h組心肌組織NF-κB蛋白表達(dá)均高于假手術(shù)組(P<0.05或0.01),模型24 h組、醒腦靜24 h組心肌組織NF-κB蛋白表達(dá)均較模型6 h組、醒腦靜 6 h組降低(P<0.05);醒腦靜24 h組心肌組織NF-κB蛋白表達(dá)低于模型24 h組(P<0.05);醒腦靜6 h組心肌組織NF-κB蛋白表達(dá)低于模型6 h組(P<0.01)。
表3 各組大鼠心肌組織NF-κB活性比較(±s)
表3 各組大鼠心肌組織NF-κB活性比較(±s)
組 別 n NF-κB正常組 8 2895.1217±161.9397假手術(shù)組 8 3192.9800±643.0317模型 6 h 組 8 5589.6167±348.8476△△醒腦靜 6 h 組 8 4120.2967±302.7574**△△模型 24 h 組 6 4476.6033±211.9653△醒腦靜 24 h 組 6 3801.7850±424.2036*△
圖1 各組NF-κB活性變化
2.4 心肌酶與TNF-α、NF-κB相關(guān)性分析線性回歸分析示:各組大鼠 CK、CK-MB與各組心肌組織 TNF-α蛋白、TNF-α mRNA表達(dá)及NF-κB活化呈正相關(guān)(P<0.01);心肌組織TNF-α mRNA表達(dá)和TNF-α蛋白合成成正相關(guān),相關(guān)系數(shù)r為0.674(P<0.01);TNF-α蛋白合成水平和NF-κB活性改變成正相關(guān),相關(guān)系數(shù) r為 0.732 (P<0.01); 而 NF-κB活性改變與 TNF-α mRNA表達(dá)水平呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)r為0.682(P<0.01)。
對(duì)于膿毒癥的發(fā)生機(jī)制,現(xiàn)較公認(rèn)的涉及內(nèi)毒素釋放、細(xì)胞因子分泌異常、凝血通路異常、基因多態(tài)性、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)異常等因素,但最與臨床符合的為細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)異常,導(dǎo)致細(xì)胞因子釋放異常,繼而導(dǎo)致器官損傷。在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)中研究最為廣泛的為NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)通路。NF-κB廣泛存在于多種細(xì)胞,參與機(jī)體免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng),能與許多細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)的基因啟動(dòng)子區(qū)域的固定核苷酸序列結(jié)合,啟動(dòng)TNF-α、白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-6等細(xì)胞因子的基因表達(dá),調(diào)控NF-κB活性及其相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路能有效抑制多種炎癥介質(zhì)的超量釋放,阻止失控的炎癥反應(yīng),對(duì)膿毒癥的治療具有重要意義。因此本研究觀察了NF-κB表達(dá)及其下游細(xì)胞因子表達(dá)的情況,通過(guò)對(duì)該通路的觀察了解醒腦靜注射液對(duì)抗膿毒癥心肌損害的作用機(jī)制。
膿毒癥患者多因久病體衰,或外傷卒病,致使機(jī)體正氣不足,氣血陰陽(yáng)失衡,衛(wèi)外不固,令邪毒有內(nèi)侵之機(jī)。外來(lái)之毒擾亂機(jī)體正常代謝及功能,入里化熱,變生熱毒;熱毒煎熬血液,加之氣虛無(wú)以行血,則血流瘀滯,津液?;癁樘禎幔緹?、瘀血、痰濁等內(nèi)生之毒隨之而生;內(nèi)外之毒相互蘊(yùn)結(jié),阻遏三焦氣機(jī),灼傷氣陰及脈絡(luò),臟真受損,機(jī)體陰陽(yáng)氣血逆亂,內(nèi)生更多毒邪,形成惡性循環(huán)。因此,清熱解毒以祛除外來(lái)、內(nèi)生之毒邪,是治療膿毒癥的核心環(huán)節(jié)之一。醒腦靜注射液由安宮牛黃丸經(jīng)減味而成,主要成分為麝香、冰片、梔子,具有清熱瀉火,涼血解毒之效。既往研究表明其能抑制TNF-α、IL-6和IL-1表達(dá)[2],減輕內(nèi)毒素誘導(dǎo)的膿毒癥肺損傷[3],但未對(duì)膿毒癥心肌損傷進(jìn)行研究,也未進(jìn)一步從炎癥信號(hào)傳導(dǎo)通路進(jìn)行深入機(jī)制研究。本研究數(shù)據(jù)顯示,CLP術(shù)后,模型6 h組CK-MB、CK均出現(xiàn)不同程度的升高,模型24 h組則顯著高于假手術(shù)組和模型6 h組(P<0.05)。表明隨著時(shí)間延長(zhǎng),膿毒癥心肌損害逐漸加重。而醒腦靜6 h組和醒腦靜24 h組心肌酶學(xué)指標(biāo)均較模型組降低,同時(shí)醒腦靜24 h組心肌酶學(xué)低于醒腦靜6 h組,表明隨著醒腦靜的使用,可以減輕細(xì)菌毒素誘導(dǎo)的膿毒癥心肌損害,證明醒腦靜注射液對(duì)膿毒癥心肌損傷具有保護(hù)作用。
本研究顯示膿毒癥大鼠模型6 h組、模型24 h組大鼠心肌組織中TNF-α基因轉(zhuǎn)錄蛋白合成、NF-κB活化均明顯增高,且模型24 h組較模型6 h組上述指標(biāo)明顯升高,這種升高與模型組各組心肌酶學(xué)指標(biāo)升高相似。而在醒腦靜6 h組和24 h組,上述指標(biāo)雖較假手術(shù)組高,但升高程度明顯低于模型6 h組和模型24 h組,證明醒腦靜注射液可以調(diào)控NF-κB信號(hào)通路表達(dá),進(jìn)一步對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析顯示:TNF-α蛋白合成與NF-κB激活存在正相關(guān),NF-κB激活與 TNF-α mRNA水平升高亦存在正相關(guān),而TNF-α mRNA轉(zhuǎn)錄與TNF-α蛋白合成也存在正相關(guān),并且心肌酶學(xué)改變與TNF-α蛋白、NF-κB激活呈正相關(guān)。提示膿毒癥大鼠在造模后出現(xiàn)的心肌酶學(xué)異常與NF-κB激活,進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞因子TNF-α蛋白表達(dá)增多有關(guān)。證明醒腦靜注射液可抑制TNF-α,調(diào)節(jié)NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,進(jìn)而抑制膿毒癥炎癥和免疫反應(yīng),改善膿毒癥心肌損傷也進(jìn)一步證實(shí)了清熱解毒療法在膿毒癥治療中的作用機(jī)制。
[1]金惠銘.盲腸結(jié)扎穿剌后的大鼠敗血癥模型[J].中國(guó)病理生理雜志,1990,6(2):126-128.
[2]陳堅(jiān),張素平,徐武華,等.醒腦靜注射液對(duì)急性腦出血患者血中細(xì)胞因子水平影響的研究[J].中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合急救雜志,2004,11(4):224-226.
[3]王進(jìn),楊光田,喬禮芬,等.醒腦靜注射液對(duì)內(nèi)毒素誘導(dǎo)大鼠肺泡巨噬細(xì)胞核轉(zhuǎn)入因子-κb激活和細(xì)胞因子產(chǎn)生的影響[J].中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合急救雜志,2008,15(4):212-215.