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目的:
研究野百合碱(monocrotaline,MCT)诱导的肺动脉高压(pulmonary hypertension,PH)大鼠模型的炎症过程及淫羊藿苷(Icariin,ICA)改善该模型的作用机制。
方法:
实验分组及给药方案:①MCT-PH炎症过程研究:将SD大鼠随机分为对照组(7只)和MCT组(70只)。MCT组单次腹腔注射MCT(50mg/kg)复制PH模型,对照组给予等量生理盐水。随后将MCT组按时间分为10个亚组(各7只)。每3天为一亚组。②ICA早期短期给药改善MCT-PH作用抑制研究:118只雄性SD大鼠分为对照组、MCT组(60mg/kg,腹腔注射)、ICA60组(60mg/kg,灌胃)、ICA120组(120mg/kg,灌胃)、地塞米松组(Dexamethasone,Dex;1mg/kg,灌胃)、LY组(LY294002,PI3K抑制剂;1mg/kg,腹腔注射)、ICA120+LY组,每组10只;③ICA早期短期给药阻止MCT-PH进展作用研究:48只大鼠,随机分为对照组、MCT组(60mg/kg)、ICA60组、ICA120组,每组12只。②和③所有大鼠除对照组给予等量生理盐水外,其余组腹腔注射MCT复制PH模型。给予MCT10h后根据分组给药,MCT组和对照组给予生理盐水,连续7天,每天1次。
实验指标检测方法:实验期间观察大鼠一般情况并记录体重。分组方案①中大鼠按分组时间点检测各项指标并收集标本;分组方案②中大鼠于末次给予ICA2h后检测各项指标并收集标本。分组方案③于给予MCT第28天检测各项指标并收集标本。导管法测量mPAP;称量心脏并计算右心室肥厚程度;HE和Masson染色观察肺血管重构;采用流式细胞术检测肺泡灌洗液和灌洗后肺组织匀浆液中M1/M2型巨噬细胞比值(灌洗后的肺组织不再用于其他指标的检测)。采用免疫组化染色观察肺血管巨噬细胞浸润情况;Real-time RT-PCR检测目的基因mRNA水平;Westernblot检测p-PI3K、PI3K、p-Akt、Akt、p-mTOR、mTOR、IL-1β、TNF-α、ARG1、TGF-β、IL-10、IL-6蛋白水平。
结果:
1、MCT-PH炎症过程研究:mPAP、RVHI和RVMI在注射MCT后第6天升高,第30天翻倍。HE和Masson染色显示肺动脉重构和纤维化在第6天增加,在第30天达到峰值。促炎细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6在MCT注射后第6天升高,并在24-27天达到峰值,抗炎细胞因子ARG1在第15天升高,IL-10在24天升高,而TGF-β表达呈相反的变化趋势。PI3K/Akt信号通路随着肺动脉高压的发展而增加,与促炎因子呈强相关、与ARG1和IL-10呈中等程度相关、与TGF-β不相关。
2、ICA改善MCT-PH作用机制研究:大鼠在给予MCT7天时,与对照组相比,MCT组mPAP、RVHI、RVMI明显升高,肺动脉管壁增厚、管腔狭窄、胶原纤维沉积并有大量巨噬细胞浸润,肺泡灌洗液和灌洗后肺组织M1/M2型巨噬细胞比值明显升高;p-PI3K、p-Akt、p-mTOR、IL-1β、TNF-α蛋白水平显著增高,TGF-β、ARG1蛋白水平显著降低。ICA显著降低大鼠mPAP,改善右心室肥厚、肺动脉管壁厚度以及周围胶原纤维沉积,且明显降低肺泡灌洗液、灌洗后肺组织M1/M2型巨噬细胞比值和p-PI3K、p-Akt、p-mTOR、IL-1β、TNF-α蛋白水平,但显著升高TGF-β、ARG1蛋白水平。ICA120组和Dex组疗效相当,ICA120+LY组疗效优于单独给药组。大鼠在给予MCT28天时,发现ICA能够阻止PH病程的发展。
结论:
1、MCT诱导的PH病程渐进,并伴随着持续的炎症反应。PH炎症在早期是轻度的,而在后期是剧烈的。早期的抗炎干预可能是针对PH的一种新的治疗策略。
2、ICA早期、短期给药可改善MCT-PH,并阻止其病程发展,作用机制与抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路激活、调节巨噬细胞的极化状态有关。
研究野百合碱(monocrotaline,MCT)诱导的肺动脉高压(pulmonary hypertension,PH)大鼠模型的炎症过程及淫羊藿苷(Icariin,ICA)改善该模型的作用机制。
方法:
实验分组及给药方案:①MCT-PH炎症过程研究:将SD大鼠随机分为对照组(7只)和MCT组(70只)。MCT组单次腹腔注射MCT(50mg/kg)复制PH模型,对照组给予等量生理盐水。随后将MCT组按时间分为10个亚组(各7只)。每3天为一亚组。②ICA早期短期给药改善MCT-PH作用抑制研究:118只雄性SD大鼠分为对照组、MCT组(60mg/kg,腹腔注射)、ICA60组(60mg/kg,灌胃)、ICA120组(120mg/kg,灌胃)、地塞米松组(Dexamethasone,Dex;1mg/kg,灌胃)、LY组(LY294002,PI3K抑制剂;1mg/kg,腹腔注射)、ICA120+LY组,每组10只;③ICA早期短期给药阻止MCT-PH进展作用研究:48只大鼠,随机分为对照组、MCT组(60mg/kg)、ICA60组、ICA120组,每组12只。②和③所有大鼠除对照组给予等量生理盐水外,其余组腹腔注射MCT复制PH模型。给予MCT10h后根据分组给药,MCT组和对照组给予生理盐水,连续7天,每天1次。
实验指标检测方法:实验期间观察大鼠一般情况并记录体重。分组方案①中大鼠按分组时间点检测各项指标并收集标本;分组方案②中大鼠于末次给予ICA2h后检测各项指标并收集标本。分组方案③于给予MCT第28天检测各项指标并收集标本。导管法测量mPAP;称量心脏并计算右心室肥厚程度;HE和Masson染色观察肺血管重构;采用流式细胞术检测肺泡灌洗液和灌洗后肺组织匀浆液中M1/M2型巨噬细胞比值(灌洗后的肺组织不再用于其他指标的检测)。采用免疫组化染色观察肺血管巨噬细胞浸润情况;Real-time RT-PCR检测目的基因mRNA水平;Westernblot检测p-PI3K、PI3K、p-Akt、Akt、p-mTOR、mTOR、IL-1β、TNF-α、ARG1、TGF-β、IL-10、IL-6蛋白水平。
结果:
1、MCT-PH炎症过程研究:mPAP、RVHI和RVMI在注射MCT后第6天升高,第30天翻倍。HE和Masson染色显示肺动脉重构和纤维化在第6天增加,在第30天达到峰值。促炎细胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6在MCT注射后第6天升高,并在24-27天达到峰值,抗炎细胞因子ARG1在第15天升高,IL-10在24天升高,而TGF-β表达呈相反的变化趋势。PI3K/Akt信号通路随着肺动脉高压的发展而增加,与促炎因子呈强相关、与ARG1和IL-10呈中等程度相关、与TGF-β不相关。
2、ICA改善MCT-PH作用机制研究:大鼠在给予MCT7天时,与对照组相比,MCT组mPAP、RVHI、RVMI明显升高,肺动脉管壁增厚、管腔狭窄、胶原纤维沉积并有大量巨噬细胞浸润,肺泡灌洗液和灌洗后肺组织M1/M2型巨噬细胞比值明显升高;p-PI3K、p-Akt、p-mTOR、IL-1β、TNF-α蛋白水平显著增高,TGF-β、ARG1蛋白水平显著降低。ICA显著降低大鼠mPAP,改善右心室肥厚、肺动脉管壁厚度以及周围胶原纤维沉积,且明显降低肺泡灌洗液、灌洗后肺组织M1/M2型巨噬细胞比值和p-PI3K、p-Akt、p-mTOR、IL-1β、TNF-α蛋白水平,但显著升高TGF-β、ARG1蛋白水平。ICA120组和Dex组疗效相当,ICA120+LY组疗效优于单独给药组。大鼠在给予MCT28天时,发现ICA能够阻止PH病程的发展。
结论:
1、MCT诱导的PH病程渐进,并伴随着持续的炎症反应。PH炎症在早期是轻度的,而在后期是剧烈的。早期的抗炎干预可能是针对PH的一种新的治疗策略。
2、ICA早期、短期给药可改善MCT-PH,并阻止其病程发展,作用机制与抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路激活、调节巨噬细胞的极化状态有关。