AGEs-RAGENF-κB途径对慢性间歇低氧小鼠脏器的影响及大株红景天对其脏器的保护作用
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
广东医学 2020 年 10 月第 41 卷第 20 期 Guangdong Medical Journal Oct. 2020, Vol. 41 , No. 20
・ 2071 •
AGEs - RAGE/NF - k B 途径对慢性间歇低氧小鼠 脏器的影响及大株红景天对其脏器的保护作用*
*基金项目:湛江市科技计划项目(2OI5AO1O33)
成俊芬',戴彩同S 吴格怡',黎雄斌',林永联',梁一波',陈鸣娣*
湛江市第二人民医院'呼吸内科,'科教科,*重症监护室(广东湛江524000);'广东医科大学研究生院(广东湛江
524000)
【摘要1目的 通过建比慢性间歇低氧小鼠模型探讨晚期糖基化终末产物(advanced glycation end prod
ucts, AGEs)-糖基化终末产物受体(advanced glycosylation end product - specific receptor , RAGE ) / 核因子-
k B( NF - k B )途径与阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(obstmetive sleep apnea syndrome , OSAS )脏器损伤的关系以
及大株红景天注射液对其脏器的保护作用〉方法 采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测10只健康对照组
小鼠(对照组)、11只单纯慢性间歇低氧小鼠(A 组)、11只慢性间歇低氧后再复氧小鼠(B 组)、11只慢性间 歇低氧后使用大株红景天注射液腹腔注射的小鼠(C 组)血清中AGEs 、白细胞介素-6(lL-6)、肿瘤坏死因
子-a( TNF - a)的表达水平,用Western Blotting 方法检测小鼠大脑及心脏中RAGE 及NF-k B 蛋白的表达情
况,并观察经HE 染色后组织形态学改变情况:结果 ELISA 结果:与对照组相比,A 组小鼠血清中ACEs 、
IL -6,TNF- a 水平显著升高(P < 0. 05 );与A 组对比,B 组及C 组小鼠血清AGEs 水平有下降趋势(P> 0. 05);与A 组相比,C 组血清IL-6水平有所降低(P <0. 05) o 而B 组及C 组之间差异无统计学意义(P > 0. 05);而在血清TNF-a 水平方面,B 组及C 组均较A 组下降(P<0.05);而B 组及C 组两组间差异无统计
学意义(P>0.05)。
RAGE 免疫组化结果:心脏组织:对照组小鼠RAGE 及NF - k B 的表达最弱;A 组小鼠的
NF-k B 的表达在各组中表达最强,其RAGE 蛋白表达比对照组及B 组强,而与C 组相仿;C 组小鼠RAGE 及
NF-k B 较对照组及B 组表达增多 大脑组织:A 组的RAGE 及NF-k B 蛋白在各组小鼠的大脑组织中表达
最强;对照组小鼠RAGE 表达较少,NF-k B 蛋白在各组中表达最弱;与A 组相比,C 组的RAGE 表达稍有减 少,而NF-k B 的表达则较其有更为明显的下降。
HE 染色结果:对照组小鼠心肌组织结构清晰完整、界限清
楚、排列紧密;而A 组小鼠心肌组织排列紊乱,结构、纹理不清,部分肌细胞核固缩深染。
B 组小鼠心肌结构 较A 组小鼠清晰,核固缩深染现象亦较其减少,而C 组小鼠心肌结构较清楚,排列亦较紧密。
结论 OSAS 可
引起多器官、组织如心脏、大脑组织的损害。
OSAS 可激活AGEs - RAGE/NF - k B 通路,调节炎症细胞释放 IL-6、TNF-a 等炎症因子,或是OSAS 易合并多脏器损害的原因之一。
大株红景天注射液有一定程度的抗
炎作用,可用于防治OSAS 多脏器的损害,但其作用机制与AGEs - RAGE/NF - k B 信号通路的激活■无明显
关系。
【关键词】 慢性间歇低氧;阻塞性睡眠呼吸暂停综合征;大株红景天;AGEs - RAGE/NF - k B
【中图分类号】R34;R364 【文献标志码)A
DOI : 10. 13820/j. cnki. gdyx. 20191714
The effects of AGEs - RAGE/NF - k B pathway and protection of Rhodiola on organs of mice with chronic inter
mittent hypoxia. CHENG Jun - f en , DAI Cai - tong , WU Ge -yi, LI Xiong - bin , LIN Yong - lian , LIANG Yi - bo ,
CHEN Ming - di. * Respiratory Department of Second People's Hospital of Zhanjiang , Zhanjiang 524000, Guangdong , China
[Abstract ] Objective To establish a chronic intermittent hypoxic mouse model, thus to investigate the correla
tion between AGEs - RAGE/NF - k B pathway and obstructive sleep apnea syndrome ( OSAS) and the protective effect of
Rhodiola injection on mouse organs. Methods The expression of serum AGEs, IL-6 and TNF - a of mice were as
sessed in 10 healthy control mice, 11 chronic intermittent hypoxia ( CIH) mice ( Group A ) , 11 chronic intermittent hy poxic reoxygenation mice ( Group B ) , and 11 chronic intermittent hypoxia mice which injected with Rhodiola ( Group C ). RAGE and NF - k B protein expression in mouse brain and heart was assessed by Western Blotting. Results Compared with the control group , the serum level of ACEs, IL-6 and TNF - a were significantly increased in Group A ( P <
0.05).Compared with Group A,the serum level of AGEs in Group B and C were reduced(P>0.05).Compared with Group A,the serum level of IL-6was significantly lower in Group C(P<0.05);while there was no significant difference between Group B and C.The serum level of TNF—a was significantly lower in Group B and C than in Group A(P V 0.05);there was also no significant difference between the Group B and C(P〉0.05).In heart tissue,the expression of RAGE and NF-k B was the weakest in the control group;the expression of NF-k B in Group A was the strongest among the4groups,and its RAGE protein expression was stronger than control group and Group B,but similar to Group C.The expression of RAGE and NF一k B in Group C was increased compared with normal control group and Group B.In brain tissue,RAGE and NF一k B proteins were most strongly expressed in Group A among the4groups.Normal control mice had less RAGE expression,and the NF—k B protein was the weakest expressed among pared with Group A,the RAGE expression in Group C was slightly reduced;but the expression of NF一k B was significantly lower than Group A.The microstructure of myocardial tissue in the normal control group was clear and complete,with clear boundaries and close alignment.In Group A,the myocardial tissue was disorderly arranged,the stnjcture and texture were unclear,with condensed and deeply stained muscle cells.In Group B,it was clearer than that of Group A,and nuclear py-knosis was also reduced.The myocardial structure of Group C was clearer and more closely arranged.Conclusions Obstructive sleep apnea syndrome(OSAS)can cause the damage in multiple organs or tissues such as the heart and brain. The pathway of AGEs一RAGE/NF一k B can be activated to adjust the release of inflammatory cytokines,including IL-6 and TNF-a in OSAS,probably causing the organ damage in OSAS.The Rhodiala injection has a certain anti-inflammatory effects,and can be used for prevention and treatment of multiple organ damage in OSAS,but its mechanism is not associated with the activation of AGEs一RAGE/NF-kB pathway.
[Key words]chronic intermittent hypoxia;obstructive sleep apnea syndrome;Rhodiala;AGEs一RAGE/NF-k B
阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)是临床上常见的一种睡眠呼吸障碍性疾病,男性成人患病率为3%~7%,女性为2%~5%〔门。
其主要特点是夜间睡眠时频繁的呼吸暂停和通气不足,导致频发血氧饱和度下降,突出的临床表现是睡眠打鼾伴反复憋醒,白天精神不振伴嗜睡等,是一种发病率高并可严重影响生活并危及生命的疾病。
中华医学会睡眠呼吸障碍学组已在2011版中的阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的诊治指南⑵中提th:OSAS或可引起或加重多脏器、多系统疾病的发展,如高血压、冠心病、心律失常、2型糖尿病、脑血栓、脑出血、痴呆症、精神异常、遗尿、肾功能损害等。
晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AGEs)是近年研究的一个热点,它是蛋白质和脂类与还原糖在非酶糖基化后生成的多种不同物质的统称。
研究⑶发现,衰老、高血糖、肾功能衰竭、氧化应激及炎性反应等因素可促进AGEs的形成。
近年来陆续有研究发现,在OSAS患者体内亦存在有AGEs水平升高的现象⑷,但在OSAS患者中血清AGEs的增加是否与OSAS的高心血管风险有关仍有待研究。
红景天是多年生草本植物,常生长在高原地区,其全草均可入药,在其基础上提取的大株红景天注射液现已在临床上被广泛应用,具有活血化瘀、清热解毒等功效。
梁光彬等⑸在研究观察60例应用红景天胶囊治疗OSAS患者,发现患者心功能指标、睡眠呼吸暂停低通气指数以及肥胖指数等均有不同程度的改善,提示红景天胶囊可以改善OSAS患者的心功能,但通过何种机制改善症状则国内外均未见报道。
2015年7月至2017年12月本研究将通过建立慢性间歇低氧小鼠模型模拟人体OSAS疾病,探讨AGEs-糖基化终末产物受体(advanced glycosylation end product—specific receptor,RAGE)/核因子-k B(NF-k B)信号通路与OSAS多脏器损害的关系,为OSAS及其并发症的防治提供更多的方向。
在上述研究的同时,进一步了解大株红景天对OSAS脏器的作用并探讨其中的机制,为其在临床上用于治疗OSAS多脏器损害提供更多可靠的依据,亦能为我国中医药在临床上的应用提供更多的经验及循证依据,对进一步开发大株红景天的临床应用前景及弘扬我国优秀的中医药文化有着重要的意义。
1材料与方法
1.1实验动物与材料清洁级BALB/c小鼠53只,雄性,体重(18±2)g,购买于广东省医学实验动物中心[许可证号SCXK(粤)2013-0002]0小鼠IL-6ELISA试剂盒、小鼠AGEs ELISA试剂盒和小鼠TNF-«ELISA试剂盒购于北京诚林生物科技有限公司;兔抗小鼠RAGE抗体购于美国SANTA-CRUZ公司;兔抗小鼠NF-k B抗体购于美国SIGMA公司;兔抗小鼠B-actin抗体购于美国SANTACRUZ公司o
1-2动物建模与分组将53只雄性BALB/c小鼠随机分为正常对照组(对照组)15只和间歇低氧模规喂养,模型组小鼠放置于间歇低氧舱内(图1),每天间歇低氧8h,共6周,建立慢性间歇性低氧小鼠
型组(模型组)38只。
对照组小鼠在普通环境下常模型以模拟人体OSAS。
s ft
k量计
氮气
S-A
流量计
空气
增加N?使02含量降低,以低氧-再氧合为一个循环,循环总时间为8min,首先向低氧舱内输入浓度为99%的氮气(约60s),舱内氧浓度逐渐降至8.5%,在此浓度维持240s后,通过排除N?和输入空气(约60s)使动物舱内02浓度逐渐升至21%,并持续120s。
实验周期为6周,每周7d,每天间歇低氧时间为8h(09:00~17:00)。
第6周时随机选取模型组及对照组小鼠各5只,抽取心脏动脉血行血气分析检测造模是否成功。
造模成功后,将模型组随机分A、B、C三组各11只,B组终止间歇低氧条件,恢复普通环境喂养,模拟改善通气治疗4周,A及C组继续予每天8h间歇低氧,在上述条件下,C组小鼠每天予腹腔注射治疗量大株红景天注射液[剂量:52mg/(kg•d)]4周,B、C组及对照组同时予同体积的生理盐水腹腔注射4周。
即造模成功后,将模型组随机分为3组:A组(间歇低氧+生理盐水)、B组(复氧+生理盐水)、C 组(间歇低氧+大株红景天)。
对照组及A、B、C各组在各自不同条件下继续喂养4周。
1.3取材与检测方法
1.3.1取材各组均于10周后处死,麻醉小鼠后抽取血液置于EP管内,4七冰箱内静置4h后离心10min,提取上清液于-80T保存,待用ELISA方法检测白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-a (TNF-a)及AGEs水平。
同时,心脏采血后立即予断头处死,解剖小鼠大脑、心脏组织,将部分小鼠心脏组织及左侧大脑置于液氮中迅速冻存,待用Western Blot检测RAGE、NF-k B蛋白的表达;取小鼠右侧大脑及剩余心脏组织浸泡于10%中性甲醛溶液固定,待行病理组织HE染色。
1.3.2ELISA稀释标准品,在待测样品孔中加入样品稀释液40“L,再加待测样品10jjl L,用封板膜封板后置于恒温箱内反应1h,洗板,加入辣根过氧化物酶标记的检测抗体,封膜后再温育1h,反应,显色后加入终止液,450nm波长测量吸光度(0D 值),以标准品浓度绘制标准曲线,计算样品IL-6、TNF-a.AGEs的含量。
1.3.3Western blot将-80七取出的组织解冻、去除残余血液,用液氮将其研磨成粉末,加入适量含PMSF的细胞裂解液,离心后提取出组织蛋白。
用BCA法蛋白测定,计算出各样品蛋白的实际浓度。
配置10%分离胶及5%浓缩胶,插上梳子,制成SDS-PDGE凝胶,加入1x电泳缓冲液,将处理好的蛋白和MARK依序加样,恒压80V电泳30min,将样品压成窄带后调整为120V电泳90min,转膜,洗膜、封闭,剪下目的蛋白及内参条带置于稀释后的一抗中(RAGE抗体:1:500;NF-k B抗体:l:500;p-actin抗体:1:1000)4T摇床孵育过夜,复温,洗膜,将膜放置于辣根过氧化物酶标记的羊抗兔IgG二抗中(1:1000)室温下慢摇孵育1h,洗膜,配置ECL发光液,用凝胶成像系统曝光并分析结果。
1.3.4HE病理学检查将浸泡在10%中性甲醛溶液中的组织制成石蜡切片,厚度为4pm。
经脱蜡、水化、苏木精染色、分化水液、氨水返蓝、伊红复染、脱水、透明、封皮后,置于光学显微镜中观察各组心脏组织及大脑组织的病理变化。
1.4统计学方法SPSS19.0统计软件,ELISA结果以表示;采用t检验比较正态分布资料两组间的差异;采用单因素方差分析(AN0VA)中的最小显著差异法LSD(方差齐时)或Tamhane's T2(方差不齐时)比较正态分布资料多组间的差异;非正态分布资料则采用秩和检验比较组间差异。
以戸<0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1慢性间歇低氧小鼠造模情况因抽取小鼠左
• 2074 •
广东医学 2020 年 10 月第 41 卷第 20 期 Guangdong Medical Journal Oct. 2020, Vol. 41, No. 20
心室动脉血操作较精细,小鼠耐受性亦较低,谷易在
操作过程中死亡,在随机抽取的对照组及模型组各
5只小鼠中,有2只对照组小鼠及1只模型组小鼠
在操作过程中死亡,未能抽及动脉血,而在剩余的小
鼠中,其动脉血气分析提示,模型组小鼠动脉血氧饱
和度较对照组小鼠明显降低,说明慢性间歇低氧小
鼠的模型是成功的。
见表1。
表I 对照组与模型组小鼠血气分析结果 V±.s
组别n 动脉血氧饱和度(%)
对照组3
73.02 ±11.4
模型组
453.33 ±9.02
2.2 各组小鼠中血清AGEs 水平的表达情况 对
照组小鼠血清AGEs 水平为(432. 7 ±92. 99) ng/L, 而A 组为(527.5 ±97.53 ) ng/L,可见与对照组相 比,A 组小鼠血清AGEs 水平明显升高,差异有统计 学意义(P=0.031 7);而C 组及B 组的小鼠血清
AGEs 水平分别为(524. 4 ± 69. 73) ng/L 和(481. 7 ±
63.43)ng/L,与A 组的相比,均有下降的趋势,但差 异无统计学意义(P >0. 05);与对照组相比,C 组仍 明显升高,且差异有统计学意义(P =0.044 8)。
见
图2。
3/3U )
S U D V A
一s _
注:*与对照组比较P<0. 05
图2各组小鼠血清AGEs 水平的比较
2.3 各组小鼠中血清IL -6水平的表达情况 A
组小鼠血清II, - 6水平为(110.3 ± 15. 10)pg/mL, 较对照组小鼠的(84. 85 ±17.41 )pg/mL 比较明显升
高,差异有统计学意义(P=0.006 7);B 组及C 组小 鼠的血清1L -6水平分别为(101.8 ±17. 35) pg/mL
和(92.43 ±19.04) pg/mL,均较对照组升高,但仅B 组 小鼠与对照组相比差异有统计学意义(P =0.037 8);
而与A 组相比,C 组血清IL-6水平有所降低,且差 异有统计学意义(P =0.032 8)。
见图3。
2.4
小鼠血清TNF - a 水平的表达 对照组小鼠
血清 TNF- a 水平为(445. 8 ±89. 50) ng/L,A 组小
注:与对照组比较,*P<0.05. **P<0.01;A 与A 组相比P<0. 05
图3各组小鼠血清IL-6水平的比较
鼠为(584. 5 ±76. 36) ng/L,A 组较对照组小鼠明显 升高,差异有统计学意义(P=0.()02 8);B 组及C 组
小鼠血清TNF-a 水平分别为(484. 1 ±ll&4)ng/L
fn(502.8 ±100.0) ng/L,均较A 组明显下降,且差
异均有统计学意义(P =0.041 7,0. 048 8) o 见图4。
800 r
注:*与对照组比较P<0.01;A 与A 组比较P<0.05
图4各组小鼠血清TNF-a 水平的比较
2.5心脏组织HE 染色 对照组小鼠心肌组织结 构清晰完整、界限清楚、排列紧密;而A 组小鼠心肌
组织排列紊乱,结构、纹理不清,部分肌细胞核固缩
深染。
B 组小鼠心肌结构较A 组清晰,核固缩深染
现象较A 组减少,而C 组小鼠心肌结构较清楚,排 列亦较紧密。
见图5。
2.6大脑组织HE 染色 正常对照组小鼠脑组织 细胞数量较多,胞质均质红染,核大且圆,核仁清晰,
血管较多且粗大,神经纤维纵横交错致密;A 组脑组
织细胞数量减少较明显,排列紊乱、稀疏,部分细胞 核固缩深染,呈紫蓝色梭形,绝大多数细胞有核仁碎
裂现象,血管较少且细,神经纤维较对照组稀疏。
B
组及C 组脑组织细胞较A 组有所增多.排列较A 组 紧密,核固缩深染现象较A 组有所减轻。
而与B 组 相比,C 组的神经纤维排列更紧密,余形态变化差别 不明显。
见图6。
注:A:对照组;B:A组;C:B组;D:C组图5心脏组织HE染色图片(400x)
注:A:对照组;B:A组;C:B组;D:C组图6大脑组织HE染色图片(400x)
2.7RAGE及NF-k B蛋白在小鼠心脏组织中的表达对照组小鼠心脏组织中RAGE及NF-k B的表达最弱,A组小鼠的NF-k B的表达在各组中表达最强,其RAGE蛋白表达比对照组及B组强,而与C组相仿;C组小鼠RAGE及NF-k B均较对照组及B组表达增多。
见表2和图7、8。
对照组中小鼠心脏组织中RAGE及NF-k B在各组的表达中是最弱的,A组小鼠心脏组织中的RAGE及NF-k B蛋白均表达最强,比对照组明显增多,且差异均有统计学意义(P<0.05),而A组与B组、C组相比,其表达则差异无统计学意义(P> 0.05);C组的RAGE及NF-k B的表达均较B组有所增多,但差异无统计学意义(P>0.05)o见表2和图7、8。
表2归一化处理后的各组小鼠心脏组织RAGE 及
NF-k B 蛋白灰度值
x ±s
组别n RAGE 蛋白NF-k B 蛋白
对照组10 1.032 ±0. 173 1.008 ±0.067
A 组
11
1.638 ±0.241 *
1.587 ±0.215 *B 组11 1.423 ±0. 162 1. 160 ±0. 176
C 组11
1.562 ±0. 189
1.385 ±0. 194
注:*与对照组比较P<0. 05
A
图7 RAGE 及NF-k B 在各组小鼠心脏组织的表达情况
2.0n
B
2.0-1
5
5
L L 0 a t
--r i
-..
.
-5
0 5 01 1
o O
U E A 甲艺
■
I >
一
注:A :RAGE ;B :NF-k B ; *P <0. 05
图8 RAGE 及NF - k B 蛋白在各组小鼠心脏组织中表达的统计结果
2.8 RAGE 及NF - k B 蛋白在小鼠大脑组织中的 表达在各组小鼠的大脑组织中,对照组小鼠
RAGE 及NF - k B 的表达均较少,而A 组的RAGE
及NF-K B 蛋白的表达则最强,与对照组相比差异
均有统计学意义(P rage <0.05,P nf _k B <0.01);与
A 组相比,C 组的RAGE 表达稍有减少,而NF-k
B 的表达则较其有更为明显的下降(P<0.05)。
C 组
与B 组相比,两种蛋白的表达差异无统计学意义
(P>0.05)。
见表 3 和图 9、10。
表3归一化处理后的各组小鼠大脑组织中RAGE 及
NF-k B 蛋白灰度值
X ± S
组别
n RAGE 蛋白
NF-k B 蛋白
对照组10 1.029 ±0. 134 1.012 ±0. 197A 组
11
1.470 土0.217* 1.754 ±0. 166**B 组11 1. 144 ±0. 158
1.267 ±0.249C 组
11
1.332 ±0.206
1.350 ±0. 154*
图9 RAGE 及N F-k B 在各组小鼠大脑组织中的表达情况
3讨论
3. 1小鼠间歇缺氧模型的建立 OSAS 动物模型
的构建中,主要以啮齿类动物为实验对象⑷,如大 鼠、小鼠等小动物常用于构建低氧模型,犬、猪、兔、
猫、猴等较大型动物亦常被用于OSAS 的造模,但主
要是通过一定程度地阻塞上气道来模拟OSAS 患者 形态学上的改变,但因这些动物体型较大,费用较昂
贵,难以形成规模性的研究。
OSAS 最根本的病理 生理特点是长期的慢性间歇性低氧,因此,在以往的 研究中,有国内外学者⑺通过往复运动式低氧舱、
低压低氧舱、低。
2高C02箱等方法建立OSAS 动物
模型,但都因实验设备要求高、操作复杂、重复性差、 不能排除干扰因素及准确反映常压下缺氧的情况而
逐渐被摒弃。
目前建立OSAS 动物模型应用最广泛
的方法是通过常压混合气体箱⑷,在常压的状态
下,通过改变箱内气体各成分的浓度、比例来建立低 氧环境。
根据不同的实验要求及目的,可调节箱内
低氧的程度及持续时间,现认为最低氧浓度多控制 为5% - 10%[9-'0]为佳,低氧-再氧合周期可从
30s~8min 不等。
这种方法操作方便简捷,可控性 强,重复性高,虽不能完全复制人体OSAS 气道狭窄 的形态学改变,但能较好地复制OSAS 患者缺氧-
再氧合的病理生理变化。
3.2慢性间歇缺氧小鼠心脏及大脑组织的病理变
化本实验通过对比A
组及对照组小鼠的心脏及
5
5
2 L L 0 0■I >
5
0 5 02 L L 0 a
u -§e
CL 、
CQ ¥4N
注:A :RAGE ;B :NF-k B ; *P <0. 05; **P<0. 01
图10 各组小鼠大脑组织中RAGE 及NF-k B 蛋白表达的统计结果
大脑组织的形态变化,发现在心肌组织中,对照组小
鼠的心肌组织结构完整清晰、界限清楚、排列紧密; 而A 组小鼠心肌组织排列紊乱,结构、纹理不清,部
分肌细胞核固缩深染。
同样地,在脑组织中,A 组脑 组织细胞数量较对照组小鼠明显减少,且排列紊乱、
稀疏,部分细胞核固缩深染,呈紫蓝色梭形,绝大多 数细胞有核仁碎裂现象,血管较少且细,神经纤维较
对照组稀疏。
说明了慢性间歇低氧可对大脑及心脏
组织造成形态上的损害,这也进一步验证了 OSAS 患者可引起多脏器损伤及易并发多种慢性疾病的
这一观点,而这与OSAS 的慢性间歇低氧导致的氧 化应激及炎症改变等一系列的病理生理变化密切 相关。
3.3 AGEs-RAGE/NF - k B 途径与慢性间歇低氧 小鼠的关系
3.3. 1 血清AGEs 在慢性间歇低氧小鼠中的变化
AGEs 是蛋白质和脂类非酶糖基化反应启动后的
一系列化学反应后所形成的一类化合物的总称,本 身不具有反应活性,其主要包括有竣甲基赖氨酸
(CML)、蛋白质交联后产物等。
它在体内中多从氧 化应激过程中产生,亦可通过外源性途径(主要为
饮食)获得,其常积聚在组织中,并可随着年龄的增 长而增加⑴]。
AGEs 在多种疾病的发生发展过程中
有着非常重要的作用,并且已有研究[⑵发现,在
OSAS 患者体内同样有AGEs 水平的升高,并且提出
OASA 本身可能是影响血清AGEs 水平高低的因素 之一。
虽与糖尿病患者相比其增高水平不明显,但
OSAS 患者血清中AGEs 水平确实较正常增高,并且
在使用CAPA 治疗后的患者AGEs 较未治疗前有所
下降。
国外研究证明AGEs 的血清水平增高与睡眠 呼吸障碍的严重程度有关I ⑶。
在本实验中,予间歇
低氧10周后的A 组小鼠血清AGEs 水平(527. 5 ±
97. 53) ng/L,而正常对照组小鼠仅为(432. 7 ± 92. 99) ng/L,可见A 组的小鼠较对照组是明显升高 的,且差异有统计学意义(P<0.05)。
这也证实了
OSAS 这种疾病是可促进AGEs 的产生的,与上述相
关研究结果相符。
原因可能是OSAS 本质是一种慢 性间歇低氧性疾病,类似缺血/再灌注的损伤机制,
产生一系列的氧化应激及炎症反应,而氧化应激
及炎性反应等因素是可促进AGEs 形成的,因此可 在OSAS 患者体内发现血清AGEs 水平病理性的
升高。
3.3.2 AGEs - RAGE/NF - k B 途径对慢性间歇低 氧小鼠的影响 AGEs 在不同的器官组织有不同的 的致病机制,它的许多效应大多是通过结合相关受
体而实现,而晚期糖基化终末产物受体(RAGE)则 是研究最多且与其亲和性较高的一个受体,在AGEs
介导的病变中起主要作用。
RAGE 是一种跨膜受 体,亦是免疫球蛋白超家族的多配体受体中的一员, 在体内分布非常广泛,在成年人体内,RAGE 主要分
布在免疫细胞、神经元细胞、星形胶质细胞、心肌细 胞、内皮细胞、血管平滑肌细胞和癌细胞中,但在正 常人中,RAGE 是低水平表达的,当细胞或组织局部
岀现RAGE -配体或炎症因子聚集时,可RAGE 的
表达将大大增加〔⑷。
许多研究I ”)表明,NF-k B 的
激活在RAGE-配体的致病机制中起着非常重要的 作用。
NF-k B 是一种核转录因子,在机体内广泛
存在,在感染、炎症反应和DNA 损伤等刺激下可对
相关的基因进行转录调控。
NF-k B 以异源性或同 源性二聚体形式存在于胞浆中,最常见的二聚体形 式为P65和P50组成的异源性二聚体。
一般情况
下,NF-k B 与抑制性蛋白I k B 结合而失去活性,而 在受到毒素、氧自由基、缺氧、缺血、脂多糖以及白细 胞介素等因素的刺激后,可与I k B 分离而重新获得
转录调节的能力,最终导致一系列炎症因子及趋化因子如IL-6、TNF-a、GM-CSF等的表达上调及细胞坏死和细胞凋亡。
AGEs与血管内皮细胞表面的RAGE结合后,在体内外均可引起NF-k B P65 mRNA和抗原表达增加,NF-k B持续活化,而NF_ k B的活化,可引起大量促炎细胞因子(IL-6、TNF-a等)、生长因子和黏附因子等的表达和释放,从而引起复杂的生物学效应。
RAGE作为AGEs在细胞表面的信号转导受体,可激活细胞内部各种信号转导机制,如磷酸肌醇-3激酶(PI3K)、P38MAPK、MAPK/Erkl,2、JNK/SAPK、rho-GTP酶及JAK/ STAT等信号途径,大多通过活化NF-k B这个具多项调节功能的枢纽放大或级联一系列炎症反应,对机体造成损害。
因此,AGEs-RAGE/NF-k B通路是RAGE与AGEs相互作用后具有代表性的一种信号转导途径3〕。
近年来已在OSAS患者的体内发现AGEs水平较正常健康人是升高的,相关研究口发现,间歇缺氧可导致核转录因子的显著上调。
OSAS患者的慢性间断性低氧血症可引起血清中IL-6、CRP等水平增高,刺激循环中可溶性黏附分子如ICAM-1、VCAM-1表达增加网。
因此可推测AGEs-RAGE/NF-k B信号通路在OSAS患者体内是存在的,且对其起着一定的损害作用。
本实验取各组小鼠心脏及大脑组织检测其RAGE及NF-k B蛋白的表达情况,结果显示:在小鼠心脏组织中,对照组小鼠RAGE及NF-k B的表达最弱,而A组的RAGE及NF-k B的表达在各组中表达最强;在小鼠的大脑组织中,A组的RAGE及NF-k B蛋白的表达在各组小鼠的仍是最强。
由此可见,RAGE及NF-k B蛋白在OSAS疾病中表达是上调的。
此外,通过检测由NF-k B转录调控的相关炎症因子IL-6及TNF-a的表达情况,发现A 组小鼠血清IL-6、TNF-a及水平均较正常对照组小鼠明显升高,两组间差异有统计学意义(P< 0.01),说明了在OSAS患者体内IL-6、TNF-a表达亦是上调的。
因此,AGEs-RAGE/NF-k B信号通路在0S-AS患者体内是存在的:OSAS由于其慢性间歇缺氧的本质,可上调AGEs及RAGE蛋白的表达,两者结合后可激活氧化应激,使活性氧簇生成增多,活性氧簇可通过PI3K、P38MAPK,MAPK/Erkl,2等途径活化N F-k B,NF-k B将信号传导入细胞核内,进而调控及转录下游的相关炎症信号,导致炎症反应的持续活化及放大,对各组织器官造成持续的损害。
3.4大株红景天及改善通气对慢性间歇低氧小鼠的影响红景天是一种多年生草本植物,生长在高原无污染地带,能够补气清肺、益智养心,是一味作用广泛的中药,而大株红景天注射液则是在红景天基础上提炼而成的注射液,其主要活性部分为红景天昔,有着众多的药理作用。
谢亮等〔切通过实验研究认为,红景天的脑保护作用机制可能与其改善缺血脑组织能量代谢,清除自由基和抗氧化作用有关。
经过提炼而成的大株红景天可通过减轻心肌的氧化应激反应程度、降低脂质过氧化物的形成及减少一氧化氮的合成,对缺血再灌注的心肌起一定的保护作用〔叩。
因此,我们猜测大株红景天可用于防治OSAS的多脏器损害。
本实验在慢性间歇缺氧6周后的小鼠身上腹腔注射治疗剂量的大株红景天注射液4周,结果显示,在大脑组织中,C组小鼠神经元较A组有所增多,神经纤维排列较紧密,核固缩深染现象亦较其减少。
而在心脏组织中,A组小鼠心肌组织排列紊乱,结构、纹理不清,部分肌细胞核固缩深染;C组小鼠心肌结构较清楚,排列亦较紧密。
而纠正缺氧后的慢性间歇低氧小鼠(B组)在心脏及大脑组织中亦有类似的病理改变,均较A组有所改善。
因此,纠正缺氧状态及给予大株红景天注射液均可减轻慢性间歇低氧小鼠心脏、大脑组织的损害,而大株红景天给药方便,疗效基本与CAPA相仿,或可在临床上用于OSAS多脏器损害的防治。
有研究㈤]表明,红景天可降低血液中C反应蛋白等炎症介质的水平,说明了其具有一定的抗炎作用。
而在本研究中,C组小鼠血清IL-6、TNF-a 的水平较A组小鼠低,且差异有统计学意义,说明了大株红景天注射液在慢性间歇低氧小鼠中是有一定的抗炎作用的,这与上述研究结果相符。
而在RAGE及NF-k B蛋白表达方面,小鼠心脏组织中,C组RAGE的表达与A组相仿,但NF-k B表达较其减少,而在大脑组织中,大株红景天组的RAGE 表达较A组稍有减少,而NF-k B表达则较其有更为明显的下降。
另外,各组小鼠血清AGEs结果显示,虽C组小鼠有较A组降低的趋势,但组间的差异却无统计学意义。
提示大株红景天并不能通过下调AGEs及RAGE的表达来对慢性间歇低氧小鼠起保护作用。
综上所述,OSAS可引起多器官、组织如心脏、大脑组织的损害。
OSAS可激活AGEs-RAGE/NF-k B 通路,调节炎症细胞释放IL-6、TNF_a等炎症因子,或是OSAS易合并多脏器损害的原因之一。
而。