关键词:
大麻二酚
力竭运动
氧化应激
Keap1/Nrf2/HO-1信号通路
心肌保护
摘要:
目的:本研究通过建立小鼠力竭运动训练动物模型,阐述CBD对小鼠心肌损伤的保护作用,并探讨其可能的分子机制,为CBD用于运动性心肌损伤的药用治疗提供实验依据。方法:24只6-8周龄健康雄性C57BL/6小鼠随机分为对照组(C组,n=8),力竭运动训练组(RE组,n=8),力竭运动训练CBD组(REC组,n=8)。利用动物跑台,建立小鼠力竭运动训练动物模型,适应性训练7天(10m/min,30m/d),正式训练以坡度10度,10m/min的速度运动10min,15m/min运动10min后,最后以20m/min的速度运动至力竭,运动前30min,REC组腹腔注射药物剂量50mg/kg大麻二酚溶液(溶剂为1%吐温80+20%乙醇+生理盐水),药物浓度为12.5mg/ml;RE组腹腔注射等量安慰剂(1%吐温80+20%乙醇+生理盐水),每周给药两次。以上方案每周运动6天,训练3周后结束。力竭运动训练实验结束24小时后,对小鼠进行心脏超声测定评价小鼠心功能,处死并分离小鼠心脏,采用HE染色法和Masson染色法评价小鼠心肌组织的病理学和心肌胶原纤维沉积,WGA染色法评价小鼠心肌组织的横截面积变化,Western blot法检测心肌白介素6(IL-6)、白介素10(IL-10)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、Bax、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)、Bcl-2、丙二醛5(MDA-5)、内质网应激相关因子(IRE-1α)、NADPH氧化酶2(NOX-2)、超氧化物歧化酶(SOD-1)、Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1)、核内蛋白核因子-红血球相关因子2(Nrf2)和血红素氧合酶-1(HO-1)蛋白表达,免疫组化法检测小鼠心肌组织中核因子κB(NF-κB)和环氧合酶2(COX-2)表达。结果:(1)力竭运动训练后,小鼠左心室收缩末期直径和舒张末期直径显著升高,射血分数和缩短分数显著下降,表明力竭运动训练后小鼠心功能下降。(2)力竭运动训练后小鼠心肌纤维肿胀,心肌纤维排列紊乱、心肌纤维断裂和炎性细胞浸润;CBD干预后的的心肌纤维组织排列、断裂和炎性细胞浸润程度均减轻。(3)力竭运动训练后小鼠心肌组织内蓝染区域面积大,说明有大量胶原纤维沉积,CBD干预后,REC组较RE组心肌组织胶原纤维沉积减少。(4)力竭运动训练后小鼠心肌细胞横截面积显著增大,CBD干预后心肌细胞横截面积显著减小,表明CBD能显著抑制力竭运动后的心肌细胞肥大。(5)力竭运动训练后小鼠心肌组织IL-6、TNF-α和NF-κB蛋白表达显著上升,IL-10蛋白表达显著下降,CBD干预后,心肌IL-6、TNF-α和NF-κB蛋白表达显著下降,IL-10蛋白表达显著上升,表明CBD可以显著抑制力竭运动训练后的心肌细胞炎症表达。(6)力竭运动训练后小鼠Bax、caspase-3和Bcl-2三者的蛋白含量表达显著增加,CBD显著抑制Bax、caspase-3和Bcl-2三者的蛋白表达,表明CBD可以显著抑制力竭运动训练后的心肌细胞凋亡。(7)力竭运动训练后,小鼠心肌MDA-5、IRE-1α、NOX-2和COX-2蛋白表达显著升高,SOD-1蛋白表达下降;CBD治疗后MDA-5、IRE-1α、NOX-2和COX-2蛋白表达显著下降,SOD-1有上升趋势,但不具有显著性差异,表明CBD可以显著抑制力竭运动后的氧化应激反应。(8)力竭运动训练后,小鼠心肌Keap1蛋白含量显著上升,下游核内蛋白Nrf2和HO-1蛋白含量显著下降,CBD干预后,Nrf2由胞质向胞核的转移量显著增加,转录活性上升,诱导下游HO-1抗氧化蛋白的表达。Keap1蛋白的表达水平显著下降,Nrf2和HO-1蛋白含量显著升高,表明CBD可能通过激活Keap1/Nrf2/HO-1信号通路,抑制氧化应激反应,改善力竭运动训练小鼠心脏功能。结论:(1)CBD对力竭运动训练小鼠心肌损伤具有保护作用,且同时具有抗炎、抗凋亡和抗氧化应激的效果。(2)CBD对力竭运动训练小鼠心肌损伤的保护作用机制可能是通过激活抗氧化应激Keap1/Nrf2/HO-1信号通路,抑制氧化应激蛋白的表达实现。