葉酸對阿霉素所致心肌損傷的保護作用研究

葉盛 夏武杰 張新民 陳鵬

葉酸對阿霉素所致心肌損傷的保護作用研究

葉盛 夏武杰 張新民 陳鵬

目的 探討葉酸對阿霉素所致心肌損傷的保護作用。方法 將24只小鼠隨機分成4組：對照組，葉酸組，阿霉素組，阿霉素+葉酸組，每組6只。阿霉素組：采用腹腔內注射阿霉素（每次2.5mg/kg，每周3次，共6次，總量15mg/kg），建立小鼠阿霉素心臟毒性模型，常規喂養4周；葉酸組：以等量0.9%氯化鈉溶液代替阿霉素作腹腔內注射，并給予葉酸灌胃[10mg/（kg·d），共4周]；阿霉素+葉酸組：按上兩組方法和劑量給予阿霉素和葉酸。對照組：以等量0.9%氯化鈉溶液代替阿霉素做腹腔內注射，常規喂養4周。4周后B超測定小鼠心臟功能，TUNEL法測定小鼠心肌細胞凋亡率，并利用Western blot法分析凋亡相關蛋白Bax、Bcl-2的表達。結果 阿霉素組各項心功能指標、心肌細胞凋亡率、Bax/Bcl-2比值與對照組比較均有統計學差異（均P＜0.05）；而阿霉素+葉酸組各項心功能指標、心肌細胞凋亡率、Bax/Bcl-2比值與阿霉素組比較均有明顯改善（均P＜0.05）。結論 葉酸對小鼠阿霉素心肌損傷有明顯的保護作用。

阿霉素 葉酸 心臟毒性

腫瘤化療藥物的發展盡管已經顯著改變了許多惡性腫瘤的進程，但卻可能導致心血管、血栓或代謝方面的并發癥[1]。阿霉素是一種傳統、有效、廣泛應用于治療實體腫瘤或者血液系統疾病的化療藥物,其具有一定的心臟毒性，可引起一系列的心臟損害癥狀，導致患者預后不良，再住院率及病死率升高。阿霉素的心臟毒性可導致心肌病變，因而使其使用劑量和療程收到限制。葉酸具有間接抗氧化、降低活性氧物質生成、穩定DNA、抗心肌細胞凋亡及改善線粒體功能的作用，而這些作用正是對抗阿霉素心臟毒性的可能作用機制[2-9]。對此我們進一步開展了動物實驗，以探討葉酸對阿霉素所致心肌損傷的保護作用，現報道如下。

1 材料和方法

1.1 實驗動物 C57BL/6小鼠24只，均為雄性，體重22~26g，由溫州醫科大學實驗動物中心提供，所作研究經溫州醫科大學實驗動物委員會批準。

1.2 主要試劑 阿霉素由深圳萬樂藥業有限公司提供；葉酸由天津力生制藥有限公司提供；TUNEL試劑盒購自瑞士Roche Molecular Biochemicals公司；Bax、Bcl-2、GAPDH抗體購自美國SantaCruz公司。

1.3 分組和方法 24只小鼠按隨機數字表法分成4組，每組6只。阿霉素組：采用腹腔內注射阿霉素（每次2.5mg/kg，每周 3次，共 6次，總量 15mg/kg），建立小鼠阿霉素心臟毒性模型，常規喂養4周；葉酸組：以等量0.9%氯化鈉溶液代替阿霉素作腹腔內注射，并給予葉酸灌胃[10mg/（kg·d），共4周]；阿霉素+葉酸組：按上兩組方法和劑量給予阿霉素和葉酸。對照組：以等量0.9%氯化鈉溶液代替阿霉素作腹腔內注射，常規喂養4周。

1.4 心臟超聲檢測各組小鼠心功能情況 4周后小鼠稱重，腹腔注射1%戊巴比妥鈉麻醉，仰臥位固定，充分暴露前胸部，用8%硫化鈉脫去前胸部的毛。測量左室舒張末期內徑（LVEDD）和左室舒張末期容積（LVEDV），并計算左室射血分數（LVEF）和左室短軸縮短率（LVFS）。所有檢測指標取3個連續心動周期的平均值，測量工作均由有經驗的超聲科醫師在同一彩超儀上完成。

1.5 TUNEL法檢測心肌細胞凋亡 按TUNEL試劑盒說明書，取各組小鼠左心室心肌組織作石蠟切片，依次予以脫水、染色，利用寡核苷酸末端脫氧核糖核酸轉移酶（TdT）介導的dUTP缺口末端標記凋亡的心肌細胞，最后熒光顯微鏡下觀察陽性心肌細胞并計算心肌細胞凋亡百分率（每張切片選取10個不重復視野（×100倍），細胞核呈綠色熒光為陽性細胞，計算陽性細胞數和細胞總數的比值）。

1.6 Western blot法檢測凋亡相關蛋白表達水平 4周后取小鼠左心室心肌組織液氮碾磨，加入裂解液，勻漿離心后取上清液以BCA法測定蛋白濃度。取各組蛋白60μg，以10%SDS-PAGE凝膠進行電泳分離，電轉移至PVDF膜上，用含5%脫脂奶粉的TBST 37℃封閉1h，加入一抗 Bax、Bcl-2（1∶1 000）多克隆抗體，以 GAPDH 作為內參照標化Bax、Bcl-2蛋白表達。4℃冰箱孵育過夜，TBST 洗滌 3次，加入二抗（HRP標記 IgG，1∶1 000），室溫孵育1 h，TBST洗滌3次，ECL發光法顯色，曝光、顯影、定影。膠片掃描后用Quantity One凝膠成像分析系統進行半定量分析。

圖1 各組小鼠心肌細胞凋亡的比較（TUNEL染色法）

1.7 統計學處理 采用SPSS 16.0統計軟件，測得計量資料以表示，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 4 周后各組小鼠心功能的比較 見表1。

表1 4周后各組小鼠心功能的比較

由表1可見，阿霉素組LVEDD、LVEDV較對照組明顯升高，而LVEF、LVFS較對照組明顯降低（均P＜0.05）；而阿霉素+葉酸組各項心功能指標與阿霉素組比較均有明顯改善（均P＜0.05）。2.2 葉酸對阿霉素致小鼠心肌細胞凋亡的影響 TUNEL染色顯示，對照組及葉酸組中未見凋亡心肌細胞，阿霉素組可見大量凋亡心肌細胞（綠色熒光），阿霉素+葉酸組可見少量凋亡心肌細胞，見圖1。結果顯示,與對照組相比，阿霉素組心肌細胞凋亡率明顯升高（P＜0.05），而阿霉素+葉酸組心肌細胞凋亡率與阿霉素組比較有明顯降低（P＜0.05），見圖 2。

圖2 各組小鼠心肌細胞凋亡率的比較（注：與對照組比較，*P＜0.05；與阿霉素組比較，△P＜0.05）

2.3 葉酸對阿霉素致小鼠心肌細胞凋亡相關蛋白表達的影響 Bax、Bcl-2各組之間的相對表達量見圖3。各組組間比較顯示，阿霉素組凋亡相關蛋白Bax/Bcl-2比

圖3 各組小鼠心肌細胞凋亡相關蛋白表達的比較（電泳圖）

3 討論

對于阿霉素所致的心臟毒性及其機制的研究已持續了數十年。盡管近年來有許多不同的研究結果均顯示阿霉素可導致不同程度的心臟損害，但是其潛在機制卻尚未明確。阿霉素所致心臟毒性在患者治療惡性腫瘤的同時卻又帶來了心血管疾病風險，增加病死率及再住院率，嚴重影響腫瘤患者的預后，也同時限制了阿霉素作為抗腫瘤藥物的應用。

如果能夠在化療初始或早期階段針對阿霉素所致心臟毒性進行干預，減少自由基及線粒體損傷，降低心肌細胞凋亡，那么將為廣大腫瘤患者帶來福音。目前已有多種藥物被證實可用于治療阿霉素所致的心臟毒性，如抗氧化劑H2S[10]。另外，細胞因子促紅細胞生成素及集落刺激因子可以拮抗阿霉素導致的心肌細胞MHC、Troponin I和Desmin 3種蛋白表達的下降，減少炎癥介質如CD45的表達，從而減輕阿霉素所致的心肌細胞萎縮和心肌纖維化，顯著增強阿霉素所致心肌損傷小鼠的左心室收縮功能，發揮顯著的保護作用[11-12]。臨床應用廣泛的卡維地洛是一種腎上腺素受體阻斷藥，目前發現其兼有抗氧化活性，能阻止阿霉素誘導的活性氧產生和細胞凋亡，對阿霉素所致的心肌損傷發揮顯著的保護作用[13]，然而卡維地洛作為一種β受體阻滯劑，若應用于本身無心血管疾病的腫瘤患者卻可能帶來低血壓、心率減慢等不良反應。因此我們亟需發現一種臨床應用廣泛，對腫瘤患者的血流動力學影響小，經濟費用低的藥物來抑制阿霉素引起的心臟毒性。

近年研究表明，葉酸的缺乏與心血管疾病的發生存在著密切的關系。其在治療心血管疾病的機制可能源于其使同型半胱氨酸向蛋氨酸轉化有關[14]。當葉酸攝入不足或者代謝通路受干擾的時候,可影響細胞DNA正常值較對照組明顯升高（P＜0.05）；而而阿霉素+葉酸組凋亡相關蛋白Bax/Bcl-2的比值較阿霉素組明顯下調（P＜0.05），見圖 4。合成，也可使得體內同型半胱氨酸水平升高。多項研究表明，葉酸具有間接抗氧化、降低活性氧物質生成、穩定DNA、抗心肌細胞凋亡及改善線粒體功能的作用。

圖4 各組小鼠心肌細胞凋亡相關蛋白Bax/Bcl-2比值的比較（注：與對照組比較，*P＜0.05；與阿霉素組比較，△P＜0.05）

本研究結果顯示，葉酸能抑制阿霉素所致的心肌細胞凋亡及凋亡相關蛋白BAX/BCL-2的表達，改善小鼠心臟功能，對阿霉素所致的心臟損傷具有顯著地保護作用；且葉酸臨床容易獲得，價格低廉，藥物不良反應小，值得在臨床上推廣使用，但其對使用阿霉素治療腫瘤患者的心功能有何影響，尚需進一步研究。

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Folic acid protects against doxorubicin-induced cardiotoxicity

YE Sheng，XIA Wujie，ZHANG Xinming，et al.Department of Cardiology,the Second Affiliated Hospital and Yuying Children's Hospital of Wenzhou Medical University,Wenzhou 325027,China

Objective To investigate the protective effects of folic acid(FA)in the pathogenesis of doxorubicin(DOX)-induced cardiotoxicity. Methods Twenty four mice were randomly divided into 4 groups:control group,folic acid group,doxorubicin group and doxorubicin+folic acid group with 6 mice in each group.Mice in doxorubicin group

doxorubicin(2.5 mg/kg,i.p,3/wk for 2 wks,);mice in folic acid group received FA 10 mg/d by gavage for 4 wks;mice in doxorubicin+folic acid group received FA10 mg/d by gavage from the day of DOX administration for 4 wks;mice in control group received injections of saline.After 4 weeks,left ventricular(LV)function was measured by echocardiography,cardiomyocyte apoptosis were assessed by TUNEL staining;the expression of bax/bcl-2 was detected by Western blot. Results Doxorubicin induced left ventricular dysfunction and remolding(P＜0.05),increased cardiomyocyte apoptosis(P＜0.05),and up-regulated of bax/bcl-2 levels(P＜0.05).FA ameliorated DOX-induced left ventricular dysfunction and remolding(P＜0.05),attenuated cardiomyocyte apoptosis(P＜0.05),and down-regulated bax/bcl-2 expression(P＜0.05). Conclusion Folic acid has a protective effect against DOX-induced cardiotoxicity in mice.

doxorubicin(DOX) folic acid(FA) cardiotoxicity

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.22.2017-2010

325027 溫州醫科大學附屬第二醫院、溫州醫科大學育英兒童醫院心血管內科

葉盛，E-mail：YVLX88227737@163.com

2017-08-22）（本文編輯：沈昱平）