茯苓酸對小鼠病毒性心肌炎Caspase-3及Akt表達的相關研究；

陳偉光　張學峰　官瑩　王柏春

【摘要】目的觀察茯苓酸在BALB/c鼠病毒性心肌炎動物模型中的療效以及對Caspase-3和Akt表達水平的影響。方法選擇BALB/c小鼠150只，隨機分為正常對照組、模型對照組、茯苓酸組共三組，每組50只。制備小鼠病毒.性心，肌炎模型后茯苓酸組腹腔注射茯苓酸提取液0.1mLg，正常對照組及模型對照組分別給予腹腔注射0.9%氯化鈉注射液0.1mL/g，每日1次，連用15d。在第4、8、15d取出心臟，并進行病理學檢查、Caspase-3及Akt蛋白表達檢測。結果模型對照組小鼠心肌病理積分、心肌組織Caspase-3蛋白活性較正常對照組顯著升高，與模型對照組相比，茯苓酸組心肌病理積分顯著降低（P<0.05）;茯苓酸組Caspase-3表達活性相對較低，但與模型組比較差異無統計學意義（P>0.05）;模型對照組Akt蛋白表達較正常對照組顯著降低（P<0.05），茯苓酸組Akt蛋白表達顯著高于模型組（P<0.05）。結論茯苓酸可能是通過上調Akt蛋白的表達，激活PI3-K/Akt信號傳導通路來改善病毒性心肌炎小鼠的心肌炎性和損傷。

【關鍵詞】茯苓酸;病毒性心肌炎;科薩奇病毒B3;Caspase-3;絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶

中圖分類號：R542.2

文獻識別碼：A

文章編號：1009-816X（2019）06-050 1-04

doi：10.3969/j.issn.1009.-816x.2019.06.004

The Related Research of Pachymic Acid on the Expression of Caspase-3 and Akt in Mice with Viral Myocarditis. CHEN Wei-guang，ZHANG Xue-feng，GUAN Ying ，Wang Baichun. Department of Cardiovascular Surgery，The First Affiliated Hospital ofHarbin Medical Uniwersity，Harbin 150001，China

[ Abstract] Objective To observe the effect of pachymic acid on the expression of Caspase-3 and Akt in BALB/c mice with viral myocarditis. Methods 150 BALB/c mice were randomly divided into three groups： normal control group， model control group andpachymaric acid group， 50 mice in each group. After the mice model of viral myocarditis was made， the pachymaric acid group wasintraperitoneally injected with porialic acid extract 0.1mL/ g， normal control group and model control group were given normal salineintraperitoneal injection of 0.1mL/g once a day continuously for 15 days. On the 4th， 8th and 15th day， the heart was taken forpathological test and the detection of Caspase-3 activity and Akt protein expression. Results The myocardial pathological score and the activity of Caspase-3 protein in the model control group were significantly higher than those in the normal control group. Comparedwith the model control group， the myocardial pathological score in the pachymic acid group was significantly lower（ P<0.05）， theexpression activity of Caspase-3 in pachymic acid group was relatively low， but there was no significant difference between pachymicacid group and model group（ P > 0.05 ）. The expression of Akt protein in the model control group was significantly lower than that inthe normal control group（ P <0.05 ）， the expression of Akt protein in pachymic acid group was significantly higher than that in modelgroup（ P< 0.05 ）. Conclusions Pachymic acid can significantly improve the myocardial inflammation and injury in mice with viral my-ocarditis， and its mechanism may be up-regulating the expression of Akt protein and activating PI3-K/ Akt signal transduction pathway.

[ Key words ] Pachymic acid; Viral myocarditis; CoxsackievirusB3;Caspase-3; Akt

病毒性心肌炎（viralmyocarditis，VMC）是臨床常見疾病之一，在VMC的發生發展中，病毒直接感染損傷心肌，進而又導致機體免疫系統激活造成自體心肌被自體免疫系統殺傷，心肌細胞壞死、凋亡，最終造成不可逆損害[1～3]。茯苓酸是存在于茯苓、靈芝等中藥材中的一種三萜類化合物，具有多種生物、化學作用[4]。研究表明，茯苓酸可以阻斷T細胞介異的細胞免疫反應，從而降低CD8+淋巴細胞誘異的細胞凋亡[5]。本研究采用茯苓中提取三萜類化合物茯苓酸[3β乙酰氧基16a羥基羊毛甾8，24（31）二烯21酸，Pachymicacid，PA），觀測在BALB/c小鼠VMC動物模型中的療效以及對Caspase-3和絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶（Akt）在VMC表達水平的影響，為臨床VMC的藥物治療提供新的依據。

1材料與方法

1.1材料：由哈爾濱醫科大學實驗動物中心提供（許可證號：SCXK（黑）2013-021），4周齡健康雄性SPF級BALB/c小鼠150只，體重15～17g;茯苓酸，自制，由鄭州大學檢測質量合格，溶于二甲亞砜配制成1mg/mL的茯苓酸藥液;柯薩奇病毒B3（CVB）m株，Hep2細胞中傳代，CPE達75%時收獲，其滴度為107TCID50/0.1mL;Caspase-3試劑盒購自上海碧云天生物技術有限公司。病理切片顯微鏡及分析系統：OlympusJVCTK-C1381彩色成像顯微鏡觀測、記錄數據MoticImages2000Version1.3軟件進行分析。

1.2實驗方法：

1.2.1動物分組及模型建立：將150只入選小鼠按隨機數字表法分為三組，每組50只。正常對照組：正常小鼠不給予病毒，每只小鼠腹腔注射0.9%氯化鈉溶液0.1mL/g;模型對照組：每只小鼠給予腹腔注射107TCID50（CVB）0.1mL/g，注射病毒2h后再注射0.9%氯化鈉溶液0.1mL/g;茯苓酸組：每只小鼠給予腹腔注射107TCID50（CVB）0.1mL/g，注射病毒2h后再注射茯苓酸藥液0.1mL/go以上小鼠腹腔注射柯薩奇病毒3d，藥物治療15d，記錄小鼠15d內生長情況。小鼠在造模過程中可能出現死亡情況，為便于后.續實驗正常進行，分別于第4d、8d、15d從各組小鼠中隨機取出8只進行考察，乙醚麻醉，分離出心臟待用。1.2.2-般情況觀察及死亡統計：自模型建立后，每天觀察各組小鼠的精神、食欲、活動及其他癥狀，記錄每組死亡小鼠的時間及數量。

1.2.3標本采集及組織病理學檢測：在造模后的第4d、8d、15d各個時間點取出小鼠心臟，觀察大體變化，將其分成兩部分，取少量組織用10%甲醛固定，用以制作光學顯微鏡檢測用標本，其余心肌組織研磨形成單細胞液，并裂解其中心肌細胞。小鼠心臟切片行常規HE染色，光鏡顯微鏡下觀察小鼠心肌病理變化，每張切片取5個高倍視野，采用Rexkalla半定量分析法[6]計算每個視野下的炎性細胞浸潤、心肌壞死面積所占整個心肌面積百分比。心肌病變積分標準：炎性細胞浸潤、心肌壞死>75%計4分，50%～75%計3分，25%～50%計2分，<25%計1分，無炎性細胞浸潤、心肌壞死計0分。

1.2.4Caspase-3酶活性及Akt蛋白表達檢測：將小.鼠心肌組織加入裂解液，研磨成勻漿，離心，獲得總蛋白，按照Caspase-3酶活性檢測試劑盒相關步驟測定，加底物顯色后于405nm處繪制pNA標準曲線，同時采用酶標儀測定相同波長下樣品的光密度值，根據標準曲線方程及光密度值計算樣品中Caspase-3酶活性;Akt蛋白表達采用Westernblotting法進行檢測，BCA試劑盒測定小鼠心肌組織蛋白濃度后，與蛋白.上樣緩沖液混合，進行SDS-PAGE凝膠電泳，電泳結束后，用PVDF膜對凝膠條塊進行轉膜，5%脫脂奶粉室溫搖床封閉1.5h后，分別加入兔抗多克隆-抗，4°C孵育過夜，洗膜4次，二抗室溫孵育1h，洗膜4次，于凝膠系統中曝光顯影，以β-actin為內參，計算Akt蛋白的相對表達量。

1.3統計學處理：數據采用SPSS15.0統計學軟件分析處理，計量資料以（x±s）表示，多組間比較采用方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗;計數資料以率表示，采用x2檢驗，P<0.05為差異具有統計學意義。

2結果

2.1小鼠死亡情況比較：實驗過程中，正常對照組15d內未出現死亡現象;模型對照組8d內死亡9只，15d內死亡16只，死亡率達到32.00%;茯苓酸組8d內死亡6只，15d死亡7只，死亡率達到14.00%。對比各組小鼠15d內死亡率情況，發現茯苓酸組小鼠死亡率顯著低于模型對照組（x2=4.57，P<0.05）。

2.2小鼠心肌組織病理學變化：觀察第15d各組小鼠心肌組織病理情況，結果顯示，正常對照組心肌組織結構正常，未見細胞壞死及炎性細胞浸潤（圖1a見封三），模型對照組小鼠見心肌組織及心外膜下炎細胞浸潤，大片的心肌壞死，溶解，鈣化（圖1b見封三），茯苓酸組小鼠心肌組織可見少量的炎性細胞浸潤，肌溶少，有橫紋，心肌纖維排列紊亂松散（圖1c見封三）。

采用Rezkalla半定量分析法評估小鼠心肌病變積分，模型對照組小鼠在實驗第4d，8d，15d心肌病變積分顯著高于正常對照組（P<0.05），但采用茯苓酸進行治療后，茯苓酸組小鼠各時間段心肌病變積分相較模型對照組有所降低（P<0.05），見表1。

2.3小鼠心肌組織Caspase-3檢測結果比較：見表2。在實驗第4d、8d、15d，模型對照組小鼠心肌組織Caspase-3活性較正常對照組顯著升高，組間比較差異具有統計學意義（P<0.05），茯苓酸組較模型對照組Caspase-3活性有所降低，但二者比較差異無統計學意義（P>0.05）。

2.4小鼠心肌組織Akt蛋白表達水平比較：采用蛋白免疫印跡技術檢測各組小鼠心肌組織中Akt蛋白表達，結果發現，與正常對照組比較，模型對照組小鼠第4d、8d、15d心肌組織中p-Akt蛋白表達顯著降低（P<0.05），與模型對照組比較，茯苓酸組各時間點心肌組.織p-Akt蛋白表達均顯著升高（P<0.05），見表3。

3討論

VMC作為一種病毒感染性心肌炎性病癥，是引起青少年心力衰竭、心源性休克和猝死的主要原因[7，8]。對于VMC這種致死率較高的疾病，目前臨床上相關的有效治療方案較為有限，部分研究報道黃芪、虎杖等復方中藥對VMC的治療可能有效，但其具體作用機制尚不十分清楚，因此探究VMC的發病機制及有效治療手段仍是目前臨床醫學研究中關注的重點和難點。

茯苓酸是存在于茯苓、靈芝等中藥材中的一種三萜類化合物，具有維持細胞穩定、抗炎、抗腫瘤細胞等多種生物學作用[6，9，10]。劉宏宇等[11]證實茯苓酸可通過競爭性抑制磷脂酶A2（PLA2）的生物活性，增加外周血中CD4+和CD8+淋巴細胞的數量，保護細胞，

免受損傷。本研究發現茯苓酸可明顯提高科薩奇B病毒3所致的病毒性心肌炎（CVB3-VMC）小鼠的生存率，同時其對CVB3-VMC小鼠的心肌細胞有明顯的保護作用。

近年來越來越多的研究表明，細胞凋亡作為一種細胞程序性死亡在VMC的發生及發展過程扮演著重要的角色。病毒感染后所致心肌細胞凋亡可引起心肌細胞丟失，最終導致心功能出現障礙[12]。盡管VMC引起的細胞凋亡機制目前尚不清楚，但已有研究表明，抑制心肌組織中Caspase-3的表達對心肌細胞凋亡具有一定的緩解作用。顏雯等[13]在CVB3感染的小鼠原代心肌細胞中加人雷米普利進行培養，發現感染病毒的心肌細胞凋亡率顯著降低，且Caspase-3蛋白表達顯著下降，進一步揭示雷米普利抑制心肌細胞凋亡可通過下調Caspase-3的表達來實現。本實驗通過采用Caspase-3活性檢測試劑盒測定小鼠心肌組織中Caspase-3含量，結果顯示，模型對照組小鼠Caspase-3含量較正常對照組顯著升高，茯苓酸組小鼠Caspase-3含量較模型對照組有所下降，但是兩組比較差異無統計學意義（P>0.05），探究原因，可能是茯苓酸在BALB/c小鼠這種活體動物中對Caspase-3的調節無明顯作用，同時可能是因為樣本量太少，實驗數據不足以正確說明問題，因此茯苓酸對病毒性心肌炎小鼠的心肌保護是否通過抑制Caspase-3介導的細胞凋亡途徑來發揮作用仍有待后續進一步研究。

Akt是PI3K信號傳導途徑中極其重要的靶蛋白，處于PI3K/Akt信號通路的中心環節[14]。在細胞代謝過程中，Akt與PIP3結合后，實現從細胞質到細胞膜轉位，Akt發生活化，活化后的Akt可通過磷酸化一系列下游靶蛋白來行使各種細胞功能，以此達到抑制.細胞凋亡的作用。本試驗通過蛋白免疫印跡技術測定各組小鼠心肌組織中Akt蛋白的表達，結果顯示，模型組小鼠心肌組織中p-Akt蛋白在實驗第4d、8d、15d較正常對照組顯著降低，而在對應時間點茯苓酸組小鼠心肌組織中p-Akt蛋白表達均顯著升高，組間.比較差異具有統計學意義（P<0.05），這說明茯苓酸保護VMC小鼠的心肌損傷可能是通過上調Akt蛋白的表達，激活PI3～K/Akt信號轉導通路來實現的。

綜上所述，本研究初步證實，茯苓酸作為中藥茯苓中的一種有效活性成分，對VMC小鼠具有一定保護作用，其作用機制可能與PI3-K/Akt信號中Akt蛋白表達的上調有關，但因受實驗樣本數量所限，上述結果還有待大樣本的試驗來進一步證實。

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（收稿日期：2019-4-9）