通心络对低压低氧性肺动脉高压大鼠HIF-1α及相关因子的作用*

周晓玲 潘 磊 马婷婷 郭 蕊 江 宏 姚小燕,4 高志敏 王 勇,#

通心络对低压低氧性肺动脉高压大鼠HIF-1α及相关因子的作用*

周晓玲1,2潘 磊1,2马婷婷1,2郭 蕊1,2江 宏1,2姚小燕1,2,4高志敏3王 勇1,2,#

目的：探讨通心络对低压低氧性肺动脉高压大鼠缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)及相关因子的影响。方法：30只体重200-250g的SD雄性大鼠，随机分为常压常氧对照组(对照组)、低压低氧模型组(模型组)、低压低氧+通心络干预组(通心络干预组)，每组10只。采用低压低氧舱模拟海拔5 000m的高原环境(大气压50kp，氧浓度10%)。模型组和通心络干预组大鼠每日入舱8h，其余时间为常压常氧环境。通心络干预组每天入舱前给予通心络1.2g生药/kg灌胃1次，对照组于同一实验室的常压常氧环境中饲养。4周后比较各组大鼠平均肺动脉压(mPAP)、右心室(RV)肥厚指数以及血清HIF-1α、血管内皮生长因子(VEGF)、内皮素-1(ET-1)等因子水平。结果：4周后，与对照组相比，模型组大鼠mPAP、RV肥厚指数及HIF-1α、VEGF、ET-1等因子水平显著升高(P<0.05)。与模型组相比，通心络干预组大鼠mPAP、RV肥厚指数及血清HIF-1α、VEGF、ET-1等因子水平均显著降低(P<0.05)，且RV肥厚指数及血清HIF-1α、ET-1水平与对照组水平差异无统计学意义(P>0.05)。结论：通心络可能通过降低HIF-1α水平等干预低压低氧性肺动脉高压的发生发展。

通心络；低压低氧性肺动脉高压；缺氧诱导因子-1α；大鼠

低压低氧性肺动脉高压是高原病的表现类型之一，也是高原心脏病的基础，其发生和发展严重威胁着高原地区人群的健康[1,2]，因此防治低压低氧性肺动脉高压具有重要意义。低压低氧性肺动脉高压发病机制复杂，有效的靶向治疗药物有限，治疗效果也不确切[3,4]。而中医中药的作用研究有助于寻找新的治疗途径。

通心络是根据中医络病理论研制而成的中药复方制剂，由人参、水蛭、全蝎、土鳖虫、蜈蚣、蝉蜕、赤芍、降香、乳香、冰片等组成。具有改善内皮功能、抗氧自由基、抗动脉粥样硬化，减轻心肌缺血-再灌注损伤等作用[5.6]。目前不仅广泛用于心脑血管疾病治疗[7,8]，而且对慢性肺源性心脏病的肺动脉高压也有一定的疗效，但鲜见对低压低氧性肺动脉高压防治的研究报道。本研究采用低压低氧舱建立高原肺动脉高压大鼠模型，观测通心络对大鼠血流动力学、缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)及相关因子水平的影响，为通心络防治低压低氧性肺动脉高压提供依据。

1 材料与方法

1.1 药品与试剂

通心络超微粉由石家庄以岭药业股份有限公司生产(批号：090226)。大鼠HIF-1α ELISA试剂盒(批号：201310)、大鼠内皮素-1(ET-1)ELISA试剂盒(批号：201310)、大鼠血管内皮生长因子(VEGF)ELISA试剂盒(批号：201310)均购自北京鑫方程生物技术有限公司。

1.2 主要仪器

低压低氧舱由潍坊华信锅炉氧舱制造有限公司生产(型号：DSF-II动物实验负压舱)。动物呼吸机(型号：HX-300S)、肺动脉压力测定仪(型号：BL-420/820)均购自成都泰盟科技有限公司。聚乙烯塑料微导管(长20cm，直径约2mm)由上海泰尔茂医疗有限公司提供。

1.3 实验动物及分组

雄性SPF级SD大鼠30只(由北京维通利华实验动物中心提供)，体重200-250g。应用随机数字表法分为常压常氧对照组(对照组)、低压低氧模型组(模型组)、低压低氧+通心络干预组(通心络干预组)，每组各10只。通心络干预组大鼠每天入舱前给予通心络灌胃1次[参照相关研究结果[9]，通心络干预剂量为1.2g生药/kg/天。用0.5%羧甲基纤维素钠(CMC-Na) 将其配制成浓度为0.12g生药/ml混悬液，每次按0.1ml/10g体重灌胃]。对照组与模型组大鼠每天给予等量0.5%CMC-Na灌胃1次，共28天(次)。参照李娟等[10]低压低氧性大鼠肺动脉高压模型的建立的方法，每天灌胃后模型组与通心络干预组大鼠同时置于低压低氧舱，每天8h，模拟海拔5 000m高原环境(大气压50kp，氧浓度10%)，持续4周。对照组于同一实验室内的常压常氧环境饲养4周。实验期间各组大鼠均无死亡。

1.4 大鼠平均肺动脉压(mPAP)测定

4周后，各组大鼠腹腔注射戊巴比妥钠(40mg/kg)，麻醉后接动物呼吸机(呼吸频率30次/min，潮气量10ml/kg)。自大鼠右侧颈外静脉插入直径2mm肝素化 (0.9%氯化钠溶液+肝素10U/ml)的聚乙烯塑料微导管，导管的另一端与微型压力传感器连接以监测压力变化，在压力波形的引导下，导管经上腔静脉进入右房、三尖瓣口、右室，最后进入肺动脉干，测定mPAP。当大鼠mPAP>35mmHg时，形成显著的肺动脉高压[11]。对照组大鼠mPAP水平为19.24±3.75mmHg(15.00-25.00mmHg)。模型组大鼠mPAP水平为45.46±3.17mmHg(40.00-48.00mmHg)，均形成肺动脉高压。通心络干预组大鼠mPAP水平为29.01±4.96mmHg(22.00-35.06mmHg)，仅1只大鼠形成了肺动脉高压。

1.5 血清HIF-1α、VEGF、ET-1检测

制模结束后从大鼠左颈总动脉采全血2ml，3 000r/min离心10min，制备血清。应用ELISA法测定各组大鼠血清HIF-1α、VEGF、ET-1水平，操作严格按照试剂盒说明书。

1.6 右心室(RV)肥厚指数测定

大鼠采血后颈动脉放血法处死大鼠，剖胸取出大鼠心脏，观察心脏结构，剪去心房组织。沿室间隔边缘分离出RV和左心室(LV)+室间隔(S)，用滤纸吸干水分后称量RV和LV+S重量，以RV/(LV+S)比值表示RV肥厚程度。

1.7 统计学处理

2 结 果

2.1 各组mPAP和RV肥厚指数

三组间mPAP和RV肥厚指数的差异均具有统计学意义(F值分别为97.21和14.24，P均<0.05)。模型组大鼠mPAP和RV肥厚指数较对照组显著升高 (t值分别为15.74和4.29，均P<0.05)。通心络干预组大鼠mPAP和RV肥厚指数较模型组明显下降 (t值分别为8.35和3.60，均P<0.05)；其RV肥厚指数与对照组差异无统计学意义(t=0.83，P>0.05)。见表1。

表1 各组大鼠mPAP和RV肥厚指数比较均=10)

注:与对照组比较，1)P<0.05；与模型组比较，2)P<0.05

2.2 各组大鼠血清HIF-1α、VEGF、ET-1水平

三组间血清HIF-1α、VEGF、ET-1水平差异具有统计学意义(F值分别为38.93、 95.32和 37.66，均P<0.01)。模型组大鼠血清HIF-1α、VEGF和ET-1水平较对照组明显升高 (t值分别为12.86、18.98和11.12，均P<0.05)；通心络干预组与模型组比较，HIF-1α、VEGF及ET-1水平显著下降(t值分别为6.78、4.76和6.13，均P<0.05)，其HIF-1α、ET-1两指标水平与对照组差异无统计学意义(t值分别为0.37和0.30，均P>0.05)。见表2。

表2 各组大鼠血清HIF-1α、VEGF、ET-1水平比较均=10)

注:与对照组比较，1)P<0.05；与模型组比较，2)P<0.05

3 讨 论

在慢性缺氧条件下，机体会出现缺氧性肺血管收缩(Hypoxe Pulmonary Vasoconstriction, HPV)及肺血管重构，形成持续缺氧性肺动脉高压，进而导致右心室后负荷增加和右心室肥大，严重者可进一步发展为右心衰竭[12,13]。HIF-1α是缺氧条件下最重要的调节因子，可编码多种血管收缩因子，导致VEGF、ET-1等在内的血管收缩因子水平升高，不仅引起肺血管收缩和压力升高，而且促进细胞有丝分裂，增强肺血管重塑[14,15]。本研究发现在模拟海拔5 000m的高原环境下，模型组大鼠mPAP和RV肥厚指数均明显升高，血清HIF-1α、VEGF和ET-1水平也显著上调，进一步验证了低压低氧性肺动脉高压的形成机制。

有研究[16]表明，通心络改善内皮功能、抗氧自由基、减轻组织缺血-再灌注损伤的作用可能与其能影响HIF-1α的生物学效应有关。本研究发现，与模型组大鼠相比，通心络干预组大鼠mPAP和RV肥厚指数均显著下降，表明通心络能有效降低低压低氧性肺动脉高压大鼠mPAP，减轻右室重构。另外，通心络干预组大鼠血清HIF-1α、VEGF及ET-1水平明显降低，提示通心络可能通过下调HIF-1α的表达，抑制HIF-1α对下游靶基因产物VEGF、ET-1水平的上调作用，减少缺氧对内皮细胞的损害，纠正血管收缩/舒张因子的动态失衡，减轻血管收缩和肺血管平滑肌增殖，抑制肺血管重构，降低肺动脉压，从而有效遏制低压低氧性肺动脉高压的发生发展[14,15]。

本研究结果提示通心络可能通过降低血清HIF-1α及其相关血管收缩因子水平，干预低压低氧性肺动脉高压的发生或进程，但其更多的作用机制和安全性等有待进一步探讨。

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本文第一作者简介：

周晓玲(1982-)，女，汉族，医学博士，研究方向：老年医学与肾脏疾病、低氧医学

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16 吴相春，吴相峰，贾振华，等.通心络对小鼠反复缺氧耐受性的影响[J].中华医学杂志，2010，90(22)：1 571-1 573.

The Effect of Tongxinluo on HIF-1α and Related Factors Level in Rats with Hypobaric and Hypoxia Pulmonary Hypertension

ZHOU Xiao-ling1,2, PAN Lei1,2, MA Ting-ting1,2, GUO Rui1,2, JIANG Hong1,2, YAO Xiao-yan1,2,4, GAO Zhi-Min3, WANG Yong1,2,#

1Department of Geratology；2Hypoxia Laboratory；3Labor of Animal Experiment, Beijing Shijitan Hospital, Capital Medical University, Beijing 100038, China；4The Ninth Clinical Hospital of Peking University,Beijing 100038,China;#

Objective: To study the effect of Tongxinluo on HIF-1α in rats with hypobaric and hypoxia pulmonary hypertension.Method: 30 male SD rats weighing 200-250g were randomly divided into three groups: control group with normal pressure and normal oxygen(control group), pulmonary hypertension group with low-pressure and low-oxygen (model group), and the group treated by Tongxinluo in low-pressure and low-oxygen condition (Tongxinluo intervention group). Each group included 10 rats. Auto-modulating hypobaric and hypoxic cabin was used to simulate 5000m high altitude environment (air pressure 50kpa, oxygen concentration 10%). Tongxinluo (1.2g/kg crude drug) was given by gastrogavage to rats in Tongxinluo intervention group once daily. Control group were exposed to normal-pressure and normal-oxygen in the same laboratory environment. 4 weeks later, the mean pulmonary arterial pressure (mPAP) and right ventricular (RV) mass index were measured. Concentrations of HIF-1α, VEGF and ET-1 in blood were detected.Results: Compared with control group, mPAP, RV mass index and the levels of HIF-1α, VEGF, ET-1 in model group were significantly increased (P<0.05). Compared with model group, rats of Tongxinluo intervention group showed lower mPAP and RV mass index, and the levels of HIF-1α, VEGF and ET-1 decreased remarkably (P<0.05). There was no significant difference between control group and Tongxinluo intervention group in right ventricular hypertrophy index and the levels of serum HIF-1α and ET-1 (P> 0.05). Conclusion: Tongxinluo may influence the occurrence and development of hypobaric and hypoxia pulmonary hypertension by downregulated the level of HIF-1α.

Tongxinluo; Hypobaric and hypoxia pulmonary hypertension; Hypoxia-inducible factor-1α; Rat

北京市中医药科技项目(JJ2013-10)

首都医科大学附属北京世纪坛医院, 北京 100038；1老年医学科；2低氧实验室；3动物实验中心；4北京大学第九临床医学院，北京 100038；#

，E-mail：wangyong7096@aliyun.com

本文2015-01-14收到，2015-02-15修回

R285.5

A

1005-1740(2015)02-0008-04