目的:本实验通过建立ApoE基因敲除小鼠[ApoE (-/-)小鼠]动脉粥样硬化模型,采用免疫组化和分子生物学技术检测血红素氧合酶-1(HO-1)和热休克蛋白70(HSP70)的表达水平,探讨动脉粥样硬化不稳定斑块和炎症因子的关系,以期阐明搜风祛痰法中药对ApoE基因敲除小鼠动脉粥样硬化不稳定斑块的干预作用机制,为中医药防治动脉粥样硬化提供科学依据。
材料与方法:
1.6~8周龄ApoE (-/-)小鼠70只高脂饲料喂养13周,随机处死4只,取腹主动脉根部,HE染色观察基础AS硬化程度,确定造模成功,将造模成功的ApoE (-/-)小鼠60只随机分为5组每组12只,即模型组、稳斑汤低剂量组、中剂量组、高剂量组及西药组,继续给予高脂饲料喂养;正常小鼠12只设为空白对照组,给予普通饲料喂养。空白对照组和模型组给予0.3mL/日的生理盐水;根据成人每日用药临床推荐的常用剂量,按成人与小鼠的体表面积折算系数0.0026折算成小鼠用量:稳斑汤低剂量组6.175g/kg/日、中剂量组12.35g/kg/日、高剂量组24.7g/kg/日,西药组(阿托伐他汀钙片)27.3mg/kg/日。灌胃给药,每日1次。给药13周后,取腹主动脉,进行病理观察。
2.将取出的ApoE (-/-)小鼠腹主动脉组织利用实时定量RT-PCR技术和HE染色方法进行检测,并用免疫组化法光镜下观察腹主动脉组织,比较六组间HSP70和HO-1的表达水平,探讨动脉粥样硬化不稳定斑块和炎症因子的关系。
结果:
1. ApoE (-/-)小鼠腹主动脉组织HE染色在光镜下观察结果
空白对照组:动脉内膜附有一层内皮细胞,内皮细胞层呈现皱褶状排列,但排列均匀,表面光滑,未见泡沫细胞及炎性细胞。
模型组:血管腔内可见明显的粥样硬化斑块出现,斑块表面附有纤维帽,纤维帽主要由平滑肌细胞、弹力纤维和胶原组织构成,斑块中央可见大量的脂质聚集,斑块内可见大量泡沫细胞,偶见炎性细胞浸润。出现斑块的动脉内膜区域严重破损。
稳斑汤低剂量组:血管腔内可见粥样硬化斑块,斑块面积明显小于模型对照组,斑块内脂质含量较模型组少,斑块内可见少量泡沫细胞及炎性细胞。偶见内膜残缺。
稳斑汤中、高剂量组、西药组:动脉内膜大部分较为光滑,偶见内膜不全,内膜不全区域可见明显的脂质条纹块形成,偶见泡沫细胞聚集,有少量纤维成分交联。
2. HO-1和HSP-70的蛋白表达结果
(1)HO-1的蛋白表达结果显示:与空白对照组比较,模型组HO-1蛋白表达明显降低(P<0.01)。与模型组比较,稳斑汤各剂量组、西药组ApoE (-/-)小鼠腹主动脉组织中HO-1的蛋白表达水平显著升高(P<0.01),稳斑汤中、高剂量组与西药组之间无明显差异(P>0.05)。HO-1蛋白阳性表达主要在血管内皮细胞(EC)、泡沫细胞及血管平滑肌细胞(VSMC)内,以含棕褐色颗粒的细胞为HO-1蛋白表达的阳性细胞。空白对照组阳性细胞主要分布于内膜,HO-1蛋白表达在EC内;模型组HO-1蛋白表达明显降低,偶见弱阳性表达;稳斑汤各剂量组及西药组表达水平显著升高,广泛表达于EC、VSMC及斑块的泡沫细胞内。结果提示:稳斑汤各剂量组均能提高HO-1的蛋白表达水平,其中中、高剂量组与阿托伐他汀钙作用相似。
(2)HSP-70的蛋白表达结果显示:与空白对照组比较,模型组HSP-70蛋白表达明显降低(P<0.01);与模型组比较,稳斑汤中、高剂量组、西药组ApoE (-/-)小鼠腹主动脉组织中HSP-70的蛋白表达水平显著升高(P<0.05或P<0.01),稳斑汤高剂量组与西药组之间无明显差异(P>0.05)。HSP70主要表达于细胞浆中,阳性表达产物呈棕褐色颗粒,粥样硬化斑块中主要表达于纤维帽的平滑肌细胞胞浆中。空白对照组小鼠动脉内膜细胞胞浆内可见大量阳性表达颗粒,模型组小鼠动脉组织切片中阳性表达物明显减少,各治疗组表达水平高于模型组。结果提示:稳斑汤中、高剂量组均能提高HSP-70的蛋白表达水平,其中高剂量组与阿托伐他汀钙作用相似。
3.HO-1和HSP-70的mRNA表达结果
(1)HO-1mRNA表达结果显示:与空白对照组比较,模型组HO-1mRNA表达明显降低(P<0.05);与模型组比较,稳斑汤各剂量组、西药组ApoE (-/-)小鼠腹主动脉组织中HO-1mRNA表达水平显著升高(P<0.01),稳斑汤高剂量组与西药组之间无明显差异(P>0.05)。结果提示:稳斑汤各剂量组均能提高HO-1mRNA表达水平,其中高剂量组与阿托伐他汀钙作用相似。
(2)HSP-70mRNA表达结果显示:与空白对照组比较,模型组HSP-70mRNA表达明显降低(P<0.01);与模型组比较,稳斑汤各剂量组、西药组ApoE (-/-)小鼠腹主动脉组织中HSP-70mRNA表达水平显著升高(P<0.01),稳斑汤高剂量组与西药组之间无明显差异(P>0.05)。结果提示:稳斑汤各剂量组均能提高HSP-70mRNA表达水平,其中高剂量组与阿托伐他汀钙作用相似。
结论:
1. ApoE基因敲除小鼠动脉粥样硬化模型建立成功。
2.本实验模型组中HO-1、HSP70的表达水平明显降低。
3.稳斑汤能够提高ApoE (-/-)小鼠腹主动脉组织中HO-1、HSP70的表达水平,通过抑制炎症反应和调节免疫反应来抑制动脉粥样硬化的发展,从而起到稳定斑块的作用。