红景天苷对LPS诱导大鼠心肌损伤的保护作用及机制研究

红景天苷对LPS诱导大鼠心肌损伤的保护作用及机制研究杜小燕;覃华;韩艳;郭淑云;张琰
【摘要】To investigate the protective effect and mechanism of salidroside on lipopolysaccharides (LPS)-induced myocardial injury in rat, 50 male rats were randomly divided into five groups, including 10 in control group (NS) , 10 in LPS group( 10 mg/kg) , 10 in salidroside low-dose group(Sal 5 mg/kg) , 10 in salidroside moderate-dose group (Sal 20 mg/kg) and 10 in salidroside high-dose group (Sal 50 mg/kg). The functional indexes of heart, such as left ventricular systolic pressure (LVSP) and rise and decline of the maximum velocity of intravent-ricular pressure ( ± dp/dt max) were examined 6 h after administration of vehicle and salidroside. TNF-α, toll-like receptor 4(TLR4) and nuclear factor κB(NF-κB) protein expr ession were determined by Western blot and ELISA assay. From results, LPS could increase the expressions of TNF-α , TLR4 and NF-κB , and inhibited the function of rat left ventricle compared with the control group. Also, salidroside upregulated the expression of TNF-α, TLR4 and NF-κB , and improve the function of rat left ventricle compared with the LPS model group. Thus, salidroside plays a pivotal role in protecting myocardial against the LPS-induced injury, and the mechanism may be associated with the inhibition of TLR4-NF-κB signal transduction pathway.%研究红景天苷(Salidroside)对脂多糖(LPS)致大鼠心肌损伤的保护作用及机制.雄性清洁级SD大鼠50只,随机分组,分为对照组(NS)10只、LPS模型组(10 mg/kg)10只、红景天苷小剂量(Sal 5 mg/kg)组10只,红景天苷中剂量(Sal 20 mg/kg)组10只,红景天
苷大剂量(Sal 50 mg/kg)组10只.腹腔注药后6h测定左心室收缩压(LVSP)、左心室内压上升及下降最大变化速率(±dp/dtmax)等心功能指标.采用ELISA法和Western blot法测定TNF-α、Toll样受体4和核因子κB蛋白表达.结果显示:与对照组比较,LPS可明显抑制大鼠左室功能,显著增加大鼠心肌TNF-α、TLR4和NF-κB的表达.而与模型组比较,红景天苷可剂量依赖性地下调心肌TLR4、NF-κB及TNF-α表达,改善大鼠左室功能.可见,红景天苷对LPS诱导的大鼠心肌损伤具有一定的保护作用,其机制与抑制TLR4-NFκB-TNFα炎症信号转导通路密切相关.【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2013(013)002
【总页数】5页(P281-285)
【关键词】红景天苷;脂多糖;心肌;机制
【作者】杜小燕;覃华;韩艳;郭淑云;张琰
【作者单位】第四军医大学唐都医院药剂科,西安710038;第四军医大学唐都医院药剂科,西安710038;第四军医大学唐都医院药剂科,西安710038;第四军医大学唐都医院药剂科,西安710038;第四军医大学唐都医院药剂科,西安710038
【正文语种】中文
【中图分类】R285.6
内毒素血症时，机体遭受广泛的损害和影响。

其中，心脏是最受累的器官之一，常常导致心肌收缩力减弱、心率减慢，严重的影响心脏功能［1—3］。

因此，研究寻找能防治内毒素血症致心肌功能障碍的候选药物具有重要的现实意义。

红景天为
景天科景天属(Rhodiola L)多年生草本或亚灌木植物，主要在恶劣而多变的自然环境中生长，具有极强的环境适应能力和生命力。

我国应用红景天很早，在藏医《四部医典》和《本草纲目》均有记载。

红景天苷(salidroside)作为红景天中的主要化学成分，其药理作用已经有很多研究。

已有研究表明［4—7］，红景天苷具有抗
缺氧、抗自由基、抗缺血再灌注损伤，调节神经内分泌免疫网络的作用。

但对LPS 诱导大鼠心肌损伤是否具有保护作用尚待研究。

本实验通过在体大鼠模型观察红景天苷对LPS诱导的大鼠心肌损伤的保护作用，并探讨其可能的机制。

1 材料与方法
1.1 材料
SD大鼠50只，雄性，体质量250—280 g，由第四军医大学实验动物中心提供。

红景天苷(中国药品生物制品检定所);超净工作台(苏州净化有限公司)。

LPS购自Sigma公司;TLR4，NF-κB抗体和Ecl化学发光试剂盒等购自 Santa cruz公
司;TNF-α ELISA试剂盒购自ADIPO BIOSCIENCE公司。

1.2 方法
1.2.1 实验分组及给药方法
采用随机分组法将其分为LPS组(n=10)，溶剂对照组(vehicle组，LPS造模后注
射生理盐水，n=10)和红景天苷处理组(5 mg/kg红景天苷，n=10;20 mg/kg的
红景天苷，n=10;50 mg/kg的红景天苷，n=10;5 mg/kg LPS造模后注射不同浓度红景天苷)。

1.2.1 大鼠心功能的测定
按照本实验组建立的方法进行实验［8］。

大鼠腹腔注射30 g/L戊巴比妥钠麻醉(40 mg/kg)，固定后，行气管切开术，并给予人工机械通气，呼吸频率65～70
次/min。

分离一侧颈总动脉，结扎远心端，用动脉夹夹住近心端，在动脉上剪口，并插入与压力换能器相连并充满肝素溶液的动脉插管。

结扎固定，连接MS302生
理药理记录分析系统，观察并记录左心室收缩压(LVSP)、左心室内压上升及下降
最大变化速率(±dp/dtmax)等心功能指标的变化，实验过程中注意动物保暖。

1.2.2 ELISA法测定血浆和心肌TNF-α的表达
心功能实验评测完毕，取静脉血肝素处理并离心，按照TNF-α ELISA试剂盒说明
书中的实验步骤建立标准曲线，用酶标仪测定血清TNF-α含量。

所有OD值减去空白值后进行计算。

根据标准曲线计算样品TNF-α含量。

心功能评测完毕，剪取
动物心肌组织，匀浆，冷冻离心机4 000 r/m离心10 min，按照TNF-α ELISA
试剂盒说明书中的实验步骤，测定心肌组织TNF-α含量，根据标准曲线计算样品TNF-α含量。

1.2.3 心肌TLR4、NF-κB蛋白表达的测定
按文献报道方法［9］，在心功能评测完毕时，剪取动物心肌组织，匀浆，加入预冷的细胞裂解缓冲液，裂解。

等量样品以10%SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质。

电泳后将蛋白转印至硝酸纤维素膜上，将膜用5%脱脂奶粉溶液室温封闭2 h 后，与一抗室温反应2 h，PBST清洗3次，再与辣根酶标记的二抗室温反应1 h，用PBST充分洗涤后，以Ecl化学发光检测。

用凝胶图像处理系统分析目的条带。

实验重复3次。

1.3 统计学方法
实验数据用Mean±SEM表示，应用SPSS统计对资料进行t检验和方差分析，P
＜0.05为差异有显著性。

2 结果
2.1 红景天苷对LPS诱导大鼠心脏功能的影响
动物腹腔注射麻醉后，固定于仰卧位，右侧颈动脉置管接生理记录仪实时监测。

右股静脉置管给药，稳定30 min后测基础值。

各组动物分别静脉注射给予生理盐水、5 mg/kg的LPS、5 mg/kg的红景天苷+5 mg/kg的LPS、20 mg/kg的红景天
苷+5 mg/kg的LPS和50 mg/kg的红景天苷+5 mg/kg的LPS，连续观察动物240 min并记录各项参数。

实验结果可见(图1A)，大鼠静脉注射LPS后，动物心功能急剧下降。

与对照组相
比较，从注射LPS后30 min到240 min，大鼠心脏收缩功能的指标LVSP值下降了约25%。

与LPS模型组相比，低、中、高剂量的红景天苷可剂量依赖性地升高LPS所致的大鼠LVSP值下降，且在150 min和240 min时间点，均具有显著的差异(P＜0.05，n=10)。

可见，红景天苷延缓了LPS引起的大鼠左心室收缩压(LVSP)的下降。

图1B和C数据也显示，给药6 h后，红景天苷还剂量依赖性地抑制LPS所致的大鼠左心室内压上最大升速率(+dp/dtmax)、左心室内压最大下降
速率(－dp/dtmax)的降低，且在中、高剂量均具有显著的差异(P＜0.05)。

以上结果提示，红景天苷可显著改善LPS引起的大鼠心肌收缩功能下降，对损伤心肌收
缩功能有一定的保护作用。

2.2 红景天苷对LPS诱导大鼠血浆和心肌TNF-α表达的影响
正常血浆和心肌TNF-α表达很低，但给予5 mg/kg LPS刺激后，心肌表达TNF-α明显增加。

给予红景天苷，剂量依赖性地降低了LPS引起的大鼠心肌TNF-α生成;且与LPS模型组相比较，在低、中、高剂量均具有显著性差异(P＜0.05，
n=10)，见图2A。

如图2B，在中、高剂量红景天苷也可显著降低血浆中TNF-α
的含量(P＜0.05，n=10)。

2.3 红景天苷对LPS诱导大鼠心肌TLR4、NF-κB表达的影响
以往研究认为［9，10］，LPS 可由 TLR4 介导，并通过上调NF-κB活性升高心
肌促炎性细胞因子释放，进而对心肌产生病理性的损害。

红景天苷是否通过此途径发挥对LPS诱导大鼠心肌损伤的保护作用?如图3所示，结果显示，5、20和50 mg/kg的红景天苷可剂量依赖性地降低LPS诱导的大鼠心肌TLR4、NF-κB表达
升高;且与LPS模型组相比较，在中、高剂量均具有显著性差异(P＜0.05，n=10)。

图1 红景天苷对LPS诱导大鼠心脏功能的影响*P＜0.05代表与LPS组比较具有统计学差异(n=10)。

3 讨论
图2 红景天苷对LPS诱导的血浆和心肌TNF-α产生的影响*P＜0.05代表与LPS
组比较具有统计学差异(n=10)
红景天苷在心血管系统具有广泛的药理作用，在本研究中，建立了LPS诱导的内
毒素血症大鼠模型，从整体水平评价了红景天苷对LPS诱导的大鼠心肌损伤的保
护作用，并进一步探讨了可能的机制。

与以往研究报道［11，12］一致的是，研究结果也表明，LPS可显著降低 LVSP
和±dP/dt，抑制心脏功能。

实验结果也提示，红景天苷可显著改善LPS引起的大鼠心肌收缩功能下降，对损伤心肌收缩功能有一定的保护作用。

LPS是革兰阴性杆菌外膜的主要成分，可诱导动物内毒素血症，致动物发生心功能障碍，这一病理性改变被认为与心肌促炎性细胞因子TNF-α的异常高表达密切相关。

TNF-α是一种具有代表性和多种生物学效应的炎性细胞因子［13］，可介导多种疾病的发生发展，在病理或应激状态下，心肌细胞能增加 TNF-α 的表达［14］，因此，TNF-α表达的改变在进一步认识败血症的发病机制及寻找新的防治措施的研究中倍受关注。

本研究结果证实，LPS可显著升高大鼠血清和心肌组织中的TNF-α表达，红景天
苷可剂量依赖性地抑制这一过程。

结果提示红景天苷对LPS引起的大鼠心肌损伤
的机制与其影响TNF-α的表达密切相关。

图3 红景天苷对LPS诱导的心肌TLR4、NF-κB蛋白表达的影响*P＜0.05代表与LPS组比较具有显著的统计学差异(n=5)。

以往研究发现［10，15］，LPS 主要通过 TLR4 受体通路引起转录因子NF-κB激活，从而引起致TNF-α、IL－1β和IL－6等炎症因子大量表达，引发失控的炎症
反应;其中TNF-α是启动促炎瀑布级联反应的最上游介质，在受LPS刺激后短时间
内即可出现。

为了进一步确证红景天苷是否也通过此条通路，有效地改善了LPS
引起的大鼠心脏功能障碍，我们进一步测定了红景天苷对LPS诱导大鼠心肌TLR4和NF-κB表达的影响。

结果表明，与模型组比较，红景天苷可剂量依赖性地削弱LPS诱导的大鼠心肌TLR4和NF-κB表达的升高。

综上，红景天苷对LPS诱导的大鼠心肌损伤具有一定的保护作用，其机制与抑制TLR4-NF-κBTNF-α炎症信号转导通路密切相关。

本研究为红景天苷在内毒素血
症致心脏功能障碍的保护方面的研究和新药开发提供了实验依据，但就其机制还有待进一步的深入研究。

红景天苷作为红景天的主要成分之一，其应用范围较为广泛，疗效比较显著，不良反应少，价格便宜，市场需求量大。

相关基础与应用研究对医药学具有潜在的重要意义。

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