胰高血糖素样肽1受体激动剂...素诱导大鼠心肌纤维化的作用_程晓洪.pdf
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1、安 徽 医 药 Anhui Medical and Pharmaceutical Journal 2023 Feb,27(2)胰高血糖素样肽1受体激动剂对阿霉素诱导大鼠心肌纤维化的作用程晓洪,李家富,宋昕雨,陈俞瑾,王欢作者单位:西南医科大学附属医院心血管内科,四川 泸州646000通信作者:李家富,男,主任医师,硕士生导师,研究方向为心脏起搏器植入、心内电生理检查,Email:基金项目:国家自然科学基金项目(31300946);四川省心血管疾病防治协同创新中心基金项目(xtcx2019-14);四川省泸州市-川医大联合课题 2015LZCYD-S03(7/7)摘要:目的 研究胰高血糖素样肽1
2、受体(GLP-1R)激动剂对阿霉素诱导的心肌纤维化大鼠的影响及机制。方法 将40只SD大鼠随机数字表法分为正常组(N组)、阿霉素组(DOX组)、阿霉素+度拉糖肽组(GLP-1RA组)、阿霉素+度拉糖肽+Exendin(9-39)组(EX9-39组)。除N组外,利用阿霉素(3 mg/kg,每周3次)建立心肌纤维化大鼠模型,GLP-1RA组予以度拉糖肽1 mg kg-1 w-1 皮下注射,EX-9-39组予以度拉糖肽 1 mg kg-1 w-1皮下注射及Ex9-39 200 g kg-1 d-1腹腔注射。4周后完善心脏超声测量左室收缩末期内径(LVDs),左室舒张末期内径(LVDd)和左室射血分数
3、(LVEF)后处死大鼠,HE染色观察心脏组织形态学变化;Masson染色检测胶原含量;蛋白质印迹法(Western blotting)测GLP-1R、肌质网钙泵(SERCA2a)、受磷蛋白(PLB)、磷酸化受磷蛋白(p-PLB)、蛋白激酶G(PKG)、钙调蛋白激酶(CaMK)、磷酸化兰尼碱受体(p-RyR);酶联免疫吸附试验(ELISA)测N端脑钠肽前体(NT-proBNP)、环单磷酸鸟苷(cGMP)、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)、血糖(GLU)、胰岛素(INS)。结果 各组间血糖及胰岛素的浓度均差异无统计学意义(P0.05);HE染色提示DOX组纤维化程度较N组重,度拉糖肽可改善心肌纤维
4、化,Exendin9-39 可部分抑制度拉糖肽作用;Masson 染色结果显示,与 N 组相比,DOX 组 CVF 明显升高 (5.880.13)%比(0.30.05)%;给予度拉糖肽治疗后,GLP-1RA组 (0.830.14)%CVF较DOX组下降;Exendin9-39削弱了度拉糖肽的保护作用(均P0.05);蛋白质印迹法(Western blotting)结果显示DOX组与N组相比,GLP-1R、PKG、SERCA2a、p-PLB水平降低,PLB、p-RYR、CaMK水平升高,给予度拉糖肽治疗后可使GLP-1R、PKG、SERCA2a、p-PLB水平升高,PLB、p-RYR、CaMK水
5、平降低,Exendin9-39可部分削弱度拉糖肽作用(均P0.05);ELISA结果显示与N组相比,DOX组cGMP、GLP-1有所下降,GLP-1RA组则可使cGMP、GLP-1升高,Exendin9-39可使cGMP、GLP-1部分下降(均P0.05);心脏超声与NT-proBNP结果显示,与N组相比,DOX组LVDs(4.000.34)mm、LVDd(6.000.52)mm值明显上升,LVEF(68.331.53)%降低,给予度拉糖肽治疗后,LVDs(2.990.06)mm、LVDd(4.600.21)mm值降低,LVEF(81.003.61)%升高,Exendin9-39可拮抗度拉糖肽
6、的保护作用(均P0.05)。与N组相比,DOX组NT-proBNP明显升高,予以度拉糖肽治疗后NT-proBNP有所下降,而予以Exendin9-39可抵消部分度拉糖肽保护作用(均P0.05)。结论 GLP-1RA可改善阿霉素诱导的心肌纤维化而逆转心肌重构;GLP-1RA逆转心肌重构可能与cGMP-PKG通路相关。关键词:胰高血糖素样肽-1受体;心肌纤维化;心室重构;cGMP-PKG信号通路Effect of GLP-1R agonist on doxorubicin-induced cardiac fibrillation in ratsCHENG Xiaohong,LI Jiafu,SON
7、G Xinyu,CHEN Yujin,WANG HuanAuthor Affiliation:Department of Cardiology,the Affiliated Hospital of Southwest Medical University,Luzhou,Sichuan 646000,ChinaAbstract:Objective Effect of GLP-1R agonist on doxorubicin-induced cardiac fibrillation in rats.Methods 40 SD rats were divided into four groups
8、randomly:normal group(N group),doxorubicin group(DOX group),doxorubicin+dulapeptide group(GLP-1RA group),doxorubicin+dulapeptide+Exendin(9-39)group(EX9-39 group).doxorubicin(3 mg/kg tiw)was used to establish the rat model of myocardial fibrosis,except N group.GLP-1RA rats received subcutaneous injec
9、tions of dulapeptide at a dose of 1 mg kg-1 w-1,and EX9-39 rats received subcutaneous injections of dulapeptide at a dose of 1 mg kg-1 w-1 and Ex9-39 at a dose of 200 g kg-1 d-1.Four weeks later,after ultrasonic measurements of LVDd,LVDs,LVEF and FS,the rats were sacrificed.HE staining was used to o
10、bserve morphological changes in heart tissue,Masson staining was used to detect collagen content,Western blotting was used to detect GLP-1R,SERCA2a,PLB,p-PLB,PKG,CaMK,and p-RyR.NT-proBNP,cGMP,GLP-1,blood glucose and insulin were measured by Elisa.Results Blood glucose and insulin levels were not sig
11、nificantly different between the three groups.HE staining showed that the 药学研究引用本文:程晓洪,李家富,宋昕雨,等.胰高血糖素样肽1受体激动剂对阿霉素诱导大鼠心肌纤维化的作用 J.安徽医药,2023,27(2):236-240.DOI:10.3969/j.issn.1009-6469.2023.02.006.236安 徽 医 药 Anhui Medical and Pharmaceutical Journal 2023 Feb,27(2)degree of fibrosis in DOX group was more
12、 severe than that in N group,and Exendin9-39 could partially inhibit myocardial fibrosis.Masson staining showed that CVF in DOX group(5.88 0.13)%was significantly higher than that in N group.After treatment with Dura glycopeptide,CVF in GLP-1RA group was lower than that in DOX group,and exendin9-39
13、antagonized the protective effect of Dura glycopeptide(all P 0 05).Western blotting results showed that the levels of GLP-1R,PKG,SERCA2a and p-PLB in DOX group were lower than those in N group,while the levels of PLB,p-RYR and CaMK were higher in Dulapeptide group.After treatment with Dulapeptide,th
14、e levels of GLP-1R,PKG,SERCA2a and p-PLB were increased,and the levels of PLB,p-RYR and CaMK were decreased.Exendin9-39 antagonized part of the effect of Dulapeptide.The results of Elisa showed that compared with N group,cGMP and GLP-1 decreased in DOX group,cGMP and GLP-1 increased in GLP-1RA group
15、,and cGMP and GLP-1 decreased partly in exendin9-39 group.The results of echocardiography and NT-proBNP showed that the values of LVDs(4.000.34)mm and LVDD(6.000.52)mm in DOX group were significantly higher than those in N group,while the values of LVEF(68.331.53)%in Dulapeptide group were lower tha
16、n those in N group.After treatment with Dulapeptide,LVDs(2.990.06)mm and LVDd(4.600.21)mm decreased,while LVEF(4.600.21)mm increased.Exendin9-39 inhibited the protective effect of Dulapeptide.Compared with N group,NT-proBNP in DOX group increased significantly,NT-proBNP decreased after treatment wit
17、h dulapeptide,but exendin9-39 partially counteracted the protective effect of dulapeptide.Conclusions Doxorubicin-induced myocardial fibrosis can be reversed with GLP-1RA.cGMP-PKG signal pathway may be responsible for GLP-1RAs effect on myocardial remodeling.To examine the effects and mechanism of G
18、LP-1R agonist on doxorubicin-induced myocardial fibrosis in rats.Key words:Glucagon-like peptide-1 receptor;Myocardial fibrosis;Ventricular remodeling;cGMP-PKG signal pathway心力衰竭(heart failure,HF)是各种心血管疾病的晚期阶段,其病死率、患病率逐年升高,严重威胁人类健康1。研究表明,心室重构引起的心肌结构和功能的改变是慢性心力衰竭发生发展的核心机制2,其中心肌纤维化是心肌重塑过程中心功能由代偿转变为失代偿
19、的重要环节3,因此,深入研究心肌纤维化机制,寻找治疗心力衰竭的新靶点对保护心功能至关重要。胰高血糖素样肽1(GLP-1)是结肠和小肠远端的L细胞分泌的胃肠激素,通过刺激胰岛素分泌,抑制胰高血糖素的分泌和胃排空,从而降低餐后血糖4。GLP-1受体激动剂(GLP-1RA)是GLP-1的同源性近似物,不会被体内的二肽酰肽酶-4(DDP-4)快速降解,弥补了GLP-1的不足。除降糖效应,GLP-1还因能降低糖尿病患者的心血管事件风险而被广泛关注5-7,且这种心血管的获益,在非糖尿病患者中也得到了证实8。度拉糖肽是美国礼来公司研发的新型长效GLP-1受体激动剂,其安全性和有效性已在随机对照研究中得到证实
20、9。阿霉素(doxorubicin,DOX)是一种高效的广谱抗癌药物,但是其可引起时间及剂量依赖性的心脏毒性,限制其在临床上的应用10。报道表明DOX致心力衰竭机制与其氧化应激损伤、心肌细胞代谢障碍、钙稳态紊乱和活化线粒体凋亡途径等有关11,因此DOX致大鼠心力衰竭模型已经成为基础研究中方便可行的常用模型。本研究于2021年18月通过比较此模型从而探究GLP-1R激动剂改善阿霉素诱导心肌纤维化大鼠心室结构重构的保护作用及机制,且目前国内鲜见此类报道。1材料与方法1.1动物与主要试剂健康雄性SD大鼠40只,购自西南医科大学实验动物中心,动物许可证号SCXK(川)2018-0017,实验中充分保证
21、动物福利、给予动物人道关怀,动物处置也符合伦理学原则。盐酸阿霉素(货号SD9280)、凝胶制备试剂盒(货号AS1012)、RIPA总蛋白裂解液(货号AS1004)、BCA蛋白质浓度测定试剂盒(货号AS1086)、ECL化学发光检测试剂盒(货号 AS1086)、Exendin(9-39)(货号 HY-P0264)均购自ASPEN公司,General cGMP ELISA Kit(货号ELK8144)、Rat GLP1 ELISA Kit(货号ELK8502)、Rat INS ELISA Kit(货号ELK2370)、Rat NT-ProBNP ELISA Kit(货号ELK8211)购自ELK
22、Biotechnology公司,葡萄糖(Glu)测试盒说明书(货号F006-1-1)购自南京建成公司,GLP-1(货号D381211)购自vetter pharma-fertigung Gmbh&co.KG公司。1.2主要仪器DYY-6C型电泳仪购自北京市六一仪器厂,TGL-16型冷冻离心机购自湖南湘仪实验室仪器开发有限公司,DR-200BS型酶标仪购自Diatek公司,GNP9160型恒温培养箱购自上海精宏实验设备有限公司,HH-W-600型水浴锅购自金坛市江南仪器厂,JT-12K型脱水机、JB-P5型包埋机购自武汉俊杰电子有限公司,RM2016型病理切片机购自上海徕卡仪器有限公司。1.3模
23、型建立40只 SD大鼠适应性喂养1周后,按随机数字表法分为正常组(10只)和心肌纤维化模型组(30只),造模组用阿霉素3 mg/kg,每周 3次,连续2周,累积18 mg/kg腹腔注射,4周后超声观察心脏结构与功能评估是否造模成功。成模后将心肌纤维化组采用随机数字表法分为阿霉素组(DOX组)、阿霉素+度拉糖肽组(GLP-1RA组)、阿霉素+度拉糖肽+Exendin(9-39)组(EX-9-39组),每组10只。237安 徽 医 药 Anhui Medical and Pharmaceutical Journal 2023 Feb,27(2)随后GLP-1RA组予以度拉糖肽1 mg kg-1 w
24、-1 皮下注射,连续 4周,EX-9-39组予以度拉糖肽 1 mg kg-1w-1皮下注射及 Ex9-39 200 g kg-1 d-1腹腔注射,连续4周,N组及DOX组予以等体积生理盐水皮下注射。记录末次体质量,予以5%水合氯醛 300 mg/kg腹腔注射麻醉大鼠,完善心脏超声后处死大鼠,取标本检测。1.4主要方法1.4.1心脏超声将大鼠称重后用 5%水合氯醛 300 mg/kg腹腔注射,待大鼠进入麻醉状态后左侧胸前区备皮,取仰卧位,固定在鼠板上,由心脏超声科专科医师利用超声诊断系统,选取胸骨旁左室乳头肌短轴切面采集左室收缩末期内径(LVDs),左室舒张末期内径(LVDd),左心室缩短分数(
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