4-PBA對大鼠肺動脈高壓的作用及藥理機制

王欣月，孫文錦

(內蒙古醫科大學附屬醫院急診科, 內蒙古自治區 呼和浩特 010110)

肺動脈高壓是由于肺動脈壓增加超過一定閾值而出現的一種血流動力學和病理生理狀況，嚴重時導致右心衰竭。肺動脈高壓早期可無任何癥狀，隨著病情發展可能會出現呼吸困難、疲勞、乏力、心絞痛或咯血等癥狀[1-2]。α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)是肌成纖維細胞活化的標記，與組織纖維化密切相關；Bcl-2基因家族按功能分為抑制和促進凋亡基因，其中Bcl-2和Bax被認為是抑制和促進細胞凋亡最重要的兩個調控基因。4-苯基丁酸(4-phenylbutyric acid，4-PBA)是一種具分子伴侶活性的短鏈脂肪酸，可通過穩定蛋白構象，改善內質網折疊能力從而減輕內質網應激造成的損傷，但是4-PBA對大鼠肺動脈高壓是否具有保護作用尚不清楚。本研究通過建立大鼠肺動脈高壓模型，探討4-PBA對大鼠肺動脈高壓的作用及機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組

選取SD大鼠60只，10周齡，體重質量180～200 g，購自第三軍醫大學動物中心，許可證號：SCXK(渝)2007-0003；飼養室溫(22～25) ℃，濕度35%～50%，自由攝食及飲水，適應性喂養1周后進行試驗，將大鼠隨機分為4組：對照組、模型組、250 mg/kg 4-PBA組和500 mg/kg 4-PBA組，每組15只，其中模型組試驗期間自發性死亡3只，其余組無死亡。

1.2 實驗方法

1.2.1 大鼠肺動脈高壓模型建立 肺動脈高壓大鼠模型制備通過腹腔注射野百合堿60 mg/kg建立。對照組和模型組給予等量生理鹽水，4-PBA干預組分別給予250 mg/kg或500 mg/kg 4-PBA，灌胃，連續4周。

1.2.2 血流動力學指標檢測 實驗4周后，稱重，然后將4組大鼠通過烏拉坦麻醉，通過右頸外靜脈將微型導管插入右心室及肺動脈，壓力傳感器連接在導管另一端，記錄右心室收縮壓(RVSP)，平均肺動脈壓(mPAP)，肺動脈收縮壓(PASP)。

1.2.3 HE染色 取大鼠部分肺血管和右心室組織，放置于4%的多聚甲醛中固定48 h后，再浸泡在30%的蔗糖溶液中48 h，進行石蠟切片，蘇木素伊紅(HE)染色，中性樹膠封片，使用光學顯微鏡觀察肺小動脈和右心室病理形態學變化。

1.2.4 右心室和肺血管重構指標檢測 血流動力學指標檢測完畢后，處死大鼠(頸椎脫臼法)，迅速取出心臟，將右心室(RV)、左心室和室間隔(LV+S)分離，稱重，通過計算RV/(LV+S)的比值來反映右心肥厚指數(RVHI)。通過計算肺小動脈管壁厚度占血管外徑的百分比(MWT%)來判定肺血管重構。

1.2.5 Western blot 將各組大鼠的右心室的心肌組織從-80 ℃冰箱中取出，通過RAPA裂解后，提取總蛋白進行凝膠電泳分離，轉移至PVDF膜上，5%的脫脂奶粉封閉1 h，將GRP78抗體、CHOP抗體及GAPDH抗體依次加入，孵育過夜，經TBST洗滌，再加入HRP標記的二抗，37 ℃條件下孵育1 h，再次使用TBST洗滌，ECL顯影，軟件分析α-SMA、Bcl-2、Bax蛋白表達。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 各組大鼠血流動力學指標比較

與對照組相比，RVSP、mPAP和PASP在模型組顯著升高，給予250 mg/kg或500 mg/kg 4-PBA干預4周后，RVSP、mPAP和PASP顯著降低，見表1。

表1 各組大鼠血流動力學指標比較

2.2 各組大鼠右心室重構指標比較

與對照組相比，RVHI在模型組顯著增高，給予4-PBA干預4周，RVHI劑量依賴性地顯著降低，見表2。

表2 各組大鼠右心室重構指標比較

2.3 各組大鼠肺血管重構指標比較

與對照組相比，MWT%在模型組顯著增加，給予4-PBA干預4周后，MWT%劑量依賴性地顯著降低(表3)。與對照組比較，模型組肺小動脈中膜明顯增厚，管腔明顯狹窄，而250 mg/kg 4-PBA組和500 mg/kg 4-PBA組肺小動脈中膜厚度有所減少，其中500 mg/kg 4-PBA組厚度小于250 mg/kg 4-PBA組(圖1)。

表3 各組大鼠肺血管重構指標比較

圖1 各組肺組織HE染色(400×)A：對照組；B：模型組；C：250 mg/kg 4-PBA組；D：500 mg/kg 4-PBA組

2.4 大鼠肺組織α-SMA、Bcl-2、Bax表達

與對照組比較，α-SMA、Bcl-2和Bax蛋白在模型組表達顯著增加，給予4-PBA干預4周后，α-SMA、Bcl-2和Bax蛋白表達顯著降低，并呈劑量依賴效應(見表4和圖2)。

表4 各組大鼠肺組織α-SMA、Bcl-2、Bax表達比較

圖2 Western blot檢測目標蛋白的表達A：對照組；B：模型組；C：250 mg/kg 4-PBA組；D：500 mg/kg 4-PBA組

3 討 論

肺動脈高壓按其病理表現、血流動力學特征及臨床治療方式，大致分為動脈性肺動脈高壓、左心疾病所致肺動脈高壓、缺氧或肺部疾病引起的肺動脈高壓、慢性血栓栓塞性肺動脈高壓、多種機制或不明機制引起的肺動脈高壓[1-2]。其發病有一定的規律性，高危人群為患有先天性心臟病、結締組織病、門靜脈高壓癥、肺病、慢性肺栓塞、HIV感染等基礎疾病，服用減肥藥，中樞食欲抑制劑也會增加該病的發生概率[3]。肺動脈高壓血流動力學診斷標準為：右側心導管在海平面靜息狀態下檢測到的平均肺動脈壓超過25 mmHg[4]。

內質網應激(ERS)及其介導的細胞凋亡涉及代謝性疾病、神經退行性疾病、心血管疾病和其他疾病。此外，ERS還在肺動脈高壓的發病機制中起重要作用，因為抑制ERS可以降低肺血管阻力，減輕肺血管重塑和右心肥大[5]。4-PBA是與ERS相關的重要化學伴侶，在調節ERS中起到重要作用[6]。本研究結果顯示，模型組RVSP、mPAP和PASP顯著高于對照組，4-PBA干預可以降低RVSP、mPAP和PASP等血流動力學指標，且存在劑量依賴效應。同時，4-PBA可以降低肺動脈高壓大鼠的RVHI及其MWT%[7-9]，提示4-PBA在有助于減輕肺動脈高壓大鼠的右心肥厚和肺小動脈中膜的厚度。

肺動脈高壓大鼠的血管周圍可見到炎癥細胞浸潤，其肺組織的α-SMA、Bcl-2和Bax蛋白顯著增加，其機制可能與ERS有關。本實驗結果顯示，與對照組比較，模型組α-SMA、Bcl-2和Bax蛋白相對表達顯增加，給予4-PBA干預后，α-SMA、Bcl-2和Bax蛋白相對表達較模型組均顯著降低，其機制可能與4-PBA減輕ERS有關。

綜上所述，4-PBA可改善肺動脈高壓大鼠血流動力學、右室和肺血管重構，可能與其下調α-SMA、Bcl-2和Bax蛋白表達有關。