金蓮花總黃酮對脂多糖誘導大鼠心臟炎癥反應的抑制作用

鄭平 王玲 童芬美*

內毒素血癥或膿毒血癥患者可出現全身炎癥反應綜合征，導致多器官功能衰竭和早期心肌功能障礙［1-2］。約45%的膿毒血癥患者心肌損傷持續發展，心功能障礙預后不良［3-4］。研究發現，在脂多糖（LPS）誘導的膿毒癥小鼠模型中也觀察到心功能障礙［5-6］。LPS 位于革蘭陰性菌細胞壁最外層，可明顯誘導心肌細胞損傷，影響心臟功能［7］，且其心臟并發癥與心臟細胞凋亡和促炎細胞因子過表達有關［8］。此外，研究也報道了LPS誘導的促炎細胞因子激活與核因子κB（NF-κB）刺激多種促炎細胞因子過表達有關，從而影響心肌功能［9］。相反，NF-κB 失活被證明可以減輕LPS 誘導的心功能障礙［10-11］。金蓮花具有清熱解毒、抗菌消炎等功效。其黃酮類化合物為金蓮花的主要活性成分，具有保護心腦血管及心肌缺血再灌注損傷的作用［12］。本研究在建立LPS 誘導大鼠心肌損傷的基礎上，探討金蓮花總黃酮對大鼠心臟炎癥反應的保護作用及其機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 雄性SD 大鼠24 只，體重（200±20）g，購自于北京維通利華實驗動物技術有限公司。隨機分為4組，正常對照組（control組），脂多糖組（LPS組），金蓮花總黃酮組（FTTF組）和金蓮花總黃酮+脂多糖組（FTTF+LPS組）。FTTF組和FTTF+LPS組大鼠灌胃給予金蓮花總黃酮，100 mg/kg［12］，1 周，control組和LPS組給與等量純水。第7 天灌胃后2 h LPS組和FTTF+LPS組大鼠腹腔注射脂多糖（10 mg/kg），control和FTTF組給予同等體積生理鹽水。

1.2 主要試劑與儀器 金蓮花總黃酮由西安瑞盈生物科技有限公司提取（批號：20160414，純度：98%）購自于西安瑞盈生物科技有限公司（20160414）。ELISA試劑盒購自于武漢華美生物工程有限公司（IL-6：CSB-E04640R，IL-1β：CSB-E11987r，TNF-α：CSBE11987r）；CD68 抗體購自于武漢塞維爾生物有限公司（貨號：GB11067），NF-κB 及磷酸化NF-κB 抗體（貨號：mAb #8242，mAb #3033），STAT3 以及磷酸化STAT3抗體（貨號：mAb #9139，mAb #9145）抗體均購自于CST 公司。臺式高速冷凍離心機（中國湘儀離心機儀器有限公司，TGL-16M），電泳儀（美國Bio-Rad 公司）。

1.3 HE 染色觀察心臟病理學改變 造模結束后，各組大鼠用25%烏拉坦5 mL/kg 腹腔注射麻醉，分離大鼠心臟左心室置于4%多聚甲醛固定，常規脫水、透明、包埋、切片，進行HE 染色，光鏡下觀察組織病理學變化。

1.4 免疫組化檢測心肌CD68 表達水平 心肌組織于4%多聚甲醛固定，常規脫水、石蠟包埋、切片。按照流程脫蠟至水，抗原修復，加入一抗過夜，加入二抗（37℃，1 h），DAB 染色后，在光學顯微鏡下觀察心肌組織表達水平。

1.5 ELISA 檢測炎癥因子表達 心肌組織勻漿液于4℃ 3000 r/min 離心10 min 取上清液，采用ELISA 方法測定IL-1β、IL-6、TNF-α 水平。

1.6 Western blot 檢測NF-κB 和STAT3 及其磷酸化水平 心臟組織按100 mg/ml 加入蛋白裂解液，超聲破碎后，離心（12,000 r/min，15 min，4℃）取上清，測定蛋白濃度后，變性，-80℃保存待用。制備分離膠和濃縮膠，每孔蛋白上樣量為50 μg 蛋白，電泳（80 V，40 min；160 V，90 min）。電泳結束后進行濕轉（300 mA，90 min），5%脫脂牛奶封閉，加入一抗（1 ∶1000）4 ℃孵育過夜；TBST 清洗3 次，加入相應二抗（1 ∶5000）孵育2 h 后，ECL 發光顯色。采用Image J 軟件分析灰度值，以p-NF-κB/NF-κB 以及p-STAT3/STAT3 比值表示磷酸化水平。

1.7 統計學方法 采用SPSS 21.0 統計軟件。計量資料以（）表示，多組比較行單因素方差分析（One-Way ANOVA），兩兩比較方差齊者采用Turkey 檢驗，方差不齊采用Dunnett'st檢驗，以P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 金蓮花總黃酮對LPS 大鼠心肌炎癥反應的影響 與Control組比較，LPS組大鼠心肌組織排列紊亂，可見炎癥細胞浸潤。給予金蓮花總黃酮干預能明顯改善心肌細胞的病理改變，炎癥細胞浸潤減輕。見圖1。

圖1 各組大鼠心臟組織病理學形態（HE ×400）

2.2 金蓮花總黃酮對LPS 大鼠心肌CD68 表達的影響 與Control組比較，LPS組大鼠心肌組織CD68 表達明顯增多（P<0.001），給予金蓮花總黃酮干預能降低心肌組織CD68 表達水平（P<0.05）。見圖2。

圖2 CD68在各組大鼠心肌組織的表達（×400）

2.3 金蓮花總黃酮對LPS 大鼠心肌炎癥因子水平的影響 與Control組比較，LPS組大鼠心肌組織中IL-1β、IL-6、TNF-α 水平明顯增多（P<0.001），金蓮花總黃酮干預能明顯降低心肌組織中IL-1β、IL-6、TNF-α水平（P<0.05）。見表1。

表1 各組大鼠血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平比較（）

表1 各組大鼠血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平比較（）

注：與Control組比較，*P<0.001；與LPS組比較，#P<0.05，##P<0.01

2.4 金蓮花總黃酮對LPS 大鼠心肌NF-κB 和STAT3及其磷酸化水平的影響 與Control組比較，LPS組大鼠心肌組織中p-NF-κB/NF-κB 及p-STAT3/STAT3比值均明顯上調（P<0.001，P<0.01），金蓮花總黃酮干預能明顯降低心肌組織NF-κB 及STAT3 磷酸化水平（P<0.01，P<0.05）。見圖3。

圖3 各組大鼠NF-κB，STAT3表達及其磷酸化水平比較

3 討論

金蓮花是一種用于治療炎癥相關疾病的中藥，如腸道感染、扁桃體炎、咽炎等［13］。金蓮花口服液在抗炎和清熱解毒方面起到較好的效果［14］。金蓮花的主要化學成分中總黃酮約占金蓮花干重的16%，被認為是金蓮花中最主要活性物質，藥理學研究也證實金蓮花抗菌抗炎的主要活性成分是黃酮類化合物［15］。本研究發現金蓮花總黃酮可明顯改善PLS 誘導的心肌炎癥反應，保護心肌受損。

大量證據表明IL-6 和TNF-α 等促炎因子的上調是心室重構的直接因素，IL-6-STAT3 信號通路的激活，致使進一步心室重構的發展。IL-1 是多種細胞感染產生的免疫應答因子，無論在體外實驗還是體內實驗［16］，TNF-α 和IL-1 均能夠誘導細胞凋亡，繼而放大炎癥反應。本研究結果提示，金蓮花總黃酮干預能夠降低IL-6、IL-1 及TNF-α 表達，減輕LPS 誘導的大鼠心肌炎癥反應。

NF-κB 在炎癥反應中起到關鍵性作用，是IL-6、IL-1β以及TNF-α等炎癥因子主要的調節劑。NF-κB信號通路是心肌肥厚發生的主要途徑之一［16］，研究證明NF-κB 信號通路的激活能介導IH 誘導的心室重構［17］。NF-κB 磷酸化激活后入核，啟動轉錄激活蛋白3（STAT3）的磷酸化在促進心肌細胞重新進入細胞周期中起重要作用［18］。研究表明，IL-6 主要通過激活JAK/ STAT3 信號通路促進心肌細胞增殖［19］。本研究結果顯示，金蓮花總黃酮的干預下調LPS 誘導大鼠心肌NF-κB 和STAT3 的磷酸化水平。

綜上所述，金蓮花總黃酮可以通過下調LPS 誘導大鼠心肌NF-κB 和STAT3 磷酸化水平，降低IL-6、IL-1β 以及TNF-α 等炎癥因子水平，從而改善大鼠心肌炎癥損傷，為內毒素血癥的中醫藥防治提供新的思路與實驗依據。