藻酸双酯钠纳米剂型对糖尿病心肌病大鼠血管内皮功能影响的研究

发布时间：2020-07-29 10:15

【摘要】：目的:本研究旨在探讨藻酸双酯钠纳米剂型(PSS-Loaded Nanoparticle,PSS-NP)对链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)诱导的糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)大鼠的血管内皮功能影响的研究。方法:将SD大鼠随机分为正常对照(Control)组和糖尿病(diabetes mellitus,DM)组,DM组采用一次性腹腔注射STZ的方法建立1型DM大鼠模型,Control组给予同等容量的柠檬酸钠缓冲液腹腔注射。于STZ诱导的8周后,经超声心动图检查证实DCM大鼠模型形成,随后将DCM大鼠随机分为:DCM组、DCM+前列地尔(prostaglandin E1,PGE1)组、DCM+低分子肝素(low molecular weight heparin,LMWH)组、DCM+藻酸双酯钠(propylene glycol alginate sodium sulfate,PSS)组及DCM+PSS-NP组,各给药组分别给予PGE1 5ug·kg~(-1)·d~(-1)、LMWH 150IU·kg~(-1)·d~(-1)、PSS20mg·kg~(-1)·d~(-1)及PSS-NP 20mg·kg~(-1)·d~(-1)腹腔注射,Control组及DCM组给予同等容量的生理盐水腹腔注射,连续给药4周后实验结束。我们每日观察记录大鼠的一般状况及生存状态,于药物治疗的第2周和第4周检测了大鼠空腹血糖和体重变化,应用超声心动图检查心脏功能改变,苏木素伊红(hematoxylin and eosin,HE)染色观察胸主动脉病理变化,透射电子显微镜观察心脏的心尖部心肌的微血管内皮细胞的超微结构改变,酶联免疫吸附测定法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测胸主动脉血管内皮细胞蛋白C受体(protein C receptor,endothelial,PROCR)的浓度和血清中内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)及血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)A的浓度,硝酸还原酶法测定血清中一氧化氮(nitric oxide,NO)的浓度,Western Blot检测胸主动脉和左室心肌组织的磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)-p85、VEGFA蛋白的表达及蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)、eNOS磷酸化水平。结果:我们的研究发现PSS-NP可显著改善DCM大鼠一般生存状态,显著增加空腹体重(P0.01),但对空腹血糖水平改善效果不显著(P0.05)。超声心动图结果显示PSS-NP可显著改善DCM大鼠心室壁运动,明显降低左心室舒张末内径(left ventricular internal diameter in diastole,LVIDd;P0.01)及左心室收缩末内径(left ventricular internal diameter in systole,LVIDs;P0.05或P0.01)和升高短轴缩短率(fractional shortening,FS;P0.05或P0.01)、射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF;P0.05或P0.01)及E峰与A峰比值(E wave to A wave ratio,E/A ratio;P0.01),从而提高心脏收缩和舒张功能。HE染色结果显示PSS-NP可显著改善DCM大鼠胸主动脉内皮形态学改变。透射电子显微镜观察结果也显示PSS-NP可显著改善DCM大鼠心脏的心尖部心肌的微血管内皮细胞的超微结构,从而阻滞血管内皮功能障碍的进一步发展。ELISA法结果显示PSS-NP可显著增高胸主动脉PROCR的浓度(P0.05或P0.01),从而减轻DCM大鼠胸主动脉内皮损伤;PSS-NP也可显著增高血清中eNOS的浓度(P0.05或P0.01)和VEGFA的浓度(P0.01),从而减轻DCM大鼠血管内皮损伤。硝酸还原酶法结果显示PSS-NP可显著增高血清中NO的浓度(P0.05或P0.01),从而减轻DCM大鼠血管内皮损伤。Western Blot检测结果显示PSS-NP可显著增加胸主动脉和左室心肌组织PI3K-p85、VEGFA蛋白的表达及Akt、eNOS磷酸化水平(P0.05或P0.01),从而改善DCM大鼠血管内皮功能。结论:本研究提示PSS-NP可能通过上调PI3K/Akt/eNOS/VEGFA信号通路来改善STZ诱导的DCM大鼠的大血管及微血管内皮功能。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R965
【图文】：

空腹血糖,体重,监测结果,大鼠

2 各组大鼠空腹血糖及体重监测在药物治疗的第 2 周和第 4 周，我们观察了 PSS-NP 对糖代谢和体重变化的影响。实验结果如图1A和B可知，DCM组空腹血糖水平明显高于Control组（P<0.01），空腹体重显著低于 Control 组（P<0.01）；与 DCM 组相比，DCM+PGE1 组、DCM+LMWH 组、DCM+PSS 组及 DCM+PSS-NP 组空腹血糖水平无显著性差异（P>0.05），但各治疗组空腹体重明显增加（P<0.05），尤其以 DCM+PSS-NP 组增加最显著（P<0.01）；DCM+PSS-NP 组空腹血糖及体重与其它治疗组之间无显著性差异（P>0.05）。这些结果说明所有治疗均可增加空腹体重，但对空腹血糖水平改善效果不显著。

放大率,HE染色,内膜,内皮细胞

结果4 各组大鼠胸主动脉 HE 染色HE 染色结果如图 3 所示，Control 组：大鼠胸主动脉内膜光滑，内皮细胞完整，细胞核大小均一；DCM 组：大鼠胸主动脉内膜不规则，内皮细胞破坏，细胞核大小不一；DCM+PGE1 组：大鼠胸主动脉内膜尚光滑，内皮细胞尚完整，细胞核大小尚均一；DCM+LMWH 组：大鼠胸主动脉内膜欠光滑，内皮细胞尚完整，细胞核大小尚均一；DCM+PSS 组：大鼠胸主动脉内膜尚光滑，内皮细胞尚完整，细胞核大小尚均一；DCM+PSS-NP 组：大鼠胸主动脉内膜尚光滑，内皮细胞完整，细胞核大小均一；各治疗组病理表现均有不同程度改善，但以 DCM+PSS-NP 组改善效果最明显。这一结果说明 PSS-NP 可改善 DCM 大鼠胸主动脉内皮结构紊乱。

微血管内皮细胞,超微结构,放大率,透射电子显微镜

青岛大学硕士学位论文5 各组大鼠心尖部心肌的微血管内皮细胞超微结构的改变透射电镜观察结果如图 4 所示，Control 组：心肌微血管内膜光滑，内皮细胞形态完全正常；DCM 组：内皮细胞的细胞核增大，形态不规则，核染色质边集，胞膜呈指状向管腔中突起；DCM+PGE1 组：心肌微血管内膜欠光滑，内皮细胞形态尚正常；DCM+LMWH 组：心肌微血管内膜不光滑，内皮细胞形态尚正常；DCM+PSS组：心肌微血管内膜欠光滑，内皮细胞形态尚正常；DCM+PSS-NP 组：心肌微血管内膜尚光滑，内皮细胞形态尚正常；各治疗组 DCM 大鼠心肌微血管内皮细胞的超微结构改变均得到有效地改善，但以 DCM+PSS-NP 组在一定程度上改善效果最显著。这些结果说明 PSS-NP 可改善 DCM 大鼠心肌微血管内皮细胞的超微结构，阻滞血管内皮功能障碍的进一步发展。

【参考文献】