人参二醇组皂苷抗动脉粥样硬化的作用及机制

　　　　作者：李凤娥 孔繁利 孙新 王冬梅 赵雪俭 李玉林 李威

【摘要】 目的 探讨人参二醇组皂苷（PDS）的抗动脉粥样硬化作用及机制。方法 Wistar大鼠45只，随机分为对照组、模型组、PDS组，每组15只。对照组大鼠喂饲普通饲料，模型组及PDS组大鼠采用高脂饮食加维生素D3（总量7×105 U/kg，分别于第1周和第6周腹腔注射）建立大鼠动脉粥样硬化模型。PDS组大鼠高脂喂养同时每日1次PDS（100 mg·kg-1·d-1）灌胃，每周称重1次并根据体重变化调整给药量；对照组及模型组大鼠以相应生理盐水灌胃。11 w后颈动脉采血检测血脂水平，光镜下观察主动脉弓形态学变化，免疫组化染色法检测胸主动脉细胞间黏附分子1（ICAM1）的表达。结果 与模型组比较，PDS给药组TC、LDLC和AI明显降低（P＜0.01，P＜0.05），血清甘油三酯、高密度脂蛋白水平无明显差异。光镜下模型组血管壁多处可见典型粥样硬化斑块，药物组血管壁结构变化轻微，局部仅见内皮脱落；对照组血管壁光滑完整，未发生病理变化。免疫组织化学染色结果显示，模型组阳性细胞率与对照组比较明显升高（P＜0.01）；与模型组比较，PDS组阳性细胞率明显降低（P＜0.01）；而PDS组阳性细胞率与对照组无明显差异。结论 PDS具有预防动脉粥样硬化形成的作用，通过下调主动脉ICAM1的表达量，抑制AS的形成。

【关键词】 人参二醇组皂苷；动脉粥样硬化；细胞间黏附分子1

　　动脉粥样硬化(AS)是许多心脑血管疾病的病理基础，其形成原因相当复杂，目前关于AS的病因认为是由损伤、炎症、免疫功能障碍三者相结合作用的结果〔1〕。近年来传统中药在抗AS中仍发挥着独特的优势，体现出中医整体观念，具有灵活组方、因人制宜、副作用小的治疗特色。人参是五加科植物的根茎，有强健身体、益智明目、安神止惊、延年益寿的作用〔2〕。现代研究表明，人参的主要活性成分为人参皂苷(PDS)，具有降血脂、抗脂质过氧化反应、提高机体免疫力、预防感染等作用〔3〕。目前有关PDS对预防AS形成的研究报道甚少。本研究采用食饵法建立大鼠AS模型，观察PDS对血脂及细胞间黏附分子1（ICAM1）表达的影响，旨在为AS及冠心病的预防提供新的思路，同时也为开发抗AS新药提供有价值的理论依据。

　　1 材料与方法

　　1.1 动物

　　选用Wistar健康大鼠45只，体重180～230 g，雌雄不限，由吉林大学实验动物中心提供。随机分为对照组、模型组、PDS组，每组15只。在动物房普通清洁环境下分笼饲养，温度18℃～22℃，湿度55%±5%，每日光照/黑暗各12 h。

　　1.2 方法

　　1.2.1 药品及试剂

　　PDS苷由吉林大学病理生理学教研室馈赠，胆固醇、猪胆盐（北京化学试剂公司产品），维生素D3（苏州第六制药厂），丙基硫氧嘧啶（上海复星朝晖药业有限公司产品），兔抗鼠ICAM1多克隆抗体（北京博奥森生物技术有限公司产品），免疫组化检测试剂盒（北京博奥森生物技术有限公司产品），7020型全自动生化分析仪（日本日立公司），WC/0905恒温箱（重庆实验设备厂），石蜡切片机（德国来斯），BS21OS电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司），-80℃超低温冰箱（MDFU4086S，日本三洋集团股份有限公司）。

　　1.2.2 模型制备

　　采用维生素D3与高脂饲料相结合制备大鼠高脂血症与AS模型〔4〕。模型组与PDS组每日饲喂高脂饲料（高脂饲料配方：82.5%普通饲料，2%胆固醇，0.5%猪油，5%白糖），同时于第1、6周分别腹腔注射VD37×105 U/kg，共2次，丙基硫氧嘧啶每日50、0.4 ml/kg灌胃1次。对照组饲喂普通标准饲料，每只20～25 g/d。通过大鼠血清TC、LDL水平及动脉粥样硬化指数（AI）及主动脉壁的病理组织学变化判定动脉粥样硬化模型制备是否成功。

　　1.2.3 给药方法

　　PDS组在造模同时每日预防性给予PDS灌胃1次(100 mg/kg体重)，每周根据体重增长及时调整给药剂量；正常组、模型组以等量生理盐水灌胃。连续11 w。

　　1.2.4 标本采集

　　于实验第11周末颈动脉取血，每只大鼠取血清约2 ml分装于4个EP管，置-80℃冰箱冷冻备用；主动脉血管取材做病理石蜡切片；免疫组织化学染色方法检测ICAM1的表达。免疫组化染色阳性结果判断标准：胞浆、核膜出现棕黄色细颗粒为阳性，提示有ICAM1表达。阳性细胞率的计算：在400倍光镜下观察动脉组织免疫组化染色结果，每张切片随机选取10个视野作为观察区，每个区域计数100个细胞，计数阳性细胞总数，与1 000相比，比值为阳性细胞率。

　　1.3 统计方法

　　数据采用SPSS12.0软件分析，分类变量资料采用χ2检验；双变量等级资料采用Spearman等级相关分析。

　　2 结 果

　　2.1 PDS对血脂的影响

　　与模型组比较，PDS组大鼠血清TC、LDLC水平显著降低（P＜0．01），AI明显降低（P＜0.05）；三组血清TG、HDLC水平无显著差异。见表1。表1 PDS对大鼠TC、TG、LDLC、HDLC含量及AI的影响(略)

　　2.2 AS形态学观察

　　光镜下对照组大鼠主动脉内皮细胞形态扁平，排列紧密，内膜光滑完整；中膜数层弹性膜和平滑肌细胞排列规则，血管壁厚度均匀。模型组血管壁见内膜多处灶性增厚，平滑肌细胞向内膜牵移，可见大量泡沫细胞，有典型粥样斑块形成，纤维帽深部弹性纤维断裂，平滑肌细胞受压萎缩，有大量脂质、坏死崩解物并发生钙盐沉积，中膜变薄。PDS组血管壁三层结构清晰，内膜无明显增厚，血管内皮细胞总体完整，偶有损伤脱落。弹性膜与平滑肌细胞排列较整齐（图1）。

　　2.3 PDS对胸主动脉ICAM1表达的影响

　　对照组ICAM1表达阳性细胞率为4.1%；模型组为26.3%；PDS组为5.8%。模型组与对照组比较，ICAM1在主动脉内膜及泡沫细胞表达显著增加（P＜0.01），染色明显加深；PDS组与模型组比较，ICAM1表达明显减少（P＜0.01），染色明显减轻。PDS组阳性细胞率与对照组相比无明显差异，阴性对照切片未见阳性着色(图2)。

　　3 讨 论

　　AS是以富含脂肪的斑块在大动脉壁聚积为特征的系统疾病，是心脑血管病的主要病理基础〔5〕。AS病因病理复杂，目前尚未完全阐明，但已知与血脂异常、高血压、糖尿病、肥胖、吸烟等因素有关，最重要的诱导因素是血脂异常，主要表现为LDL 和VLDL水平升高以及HDL水平下降。所以，降低LDL和/或升高HDL都是调血脂药的重要靶标。
　　
　　人参的药理学有两个显著特点:(1)人参具有多靶点作用，但几乎无毒性及不良反应；(2)其作用机制主要是调动机体内因，动员神经保护机制、免疫机制而发挥作用〔2〕。人参的化学成分中PDS是其主要有效成分，研究表明，PDS可调节血脂，能够降低TC和LDLC，减少动脉内膜脂质形成，具有明显的降脂、抗AS作用，与有关报道一致〔6〕。
　　
　　ICAM1做为一种细胞表面单链糖蛋白，血管内皮是其主要的靶细胞，主要介导单核细胞、淋巴细胞、中性粒细胞和内皮细胞黏附、聚集，促进AS的炎症过程。研究证实，在正常情况下，ICAM1很少表达或不表达，由于血管内皮细胞受损，在炎症刺激因子等因素影响下，ICAM1可广泛表达于内皮细胞表面〔7〕。ICAM1表达增加时，促进白细胞黏附于血管内皮细胞以及通过内皮细胞迁移〔8〕，在主动脉硬化发生中有重要作用。有文献报道，氧化型低密度脂蛋白可以上调内皮细胞ICAM1的表达，这可能是诱导单核细胞浸润的始动因素〔9〕。单核细胞可在ICAM1的作用下黏附于内皮细胞表面并进入内皮下，转化为巨噬细胞，吞噬脂质尤其是氧化型LDL，转变为泡沫细胞，参与AS的形成，同时ICAM1还可介导血管平滑肌细胞（VSMC）的分化与迁移〔10〕。VSMC迁移入内膜，由收缩型转化为合成型VSMC，并增生、分泌大量胶原纤维和蛋白多糖等基质，使内膜增厚，管壁变硬，是粥样斑块形成的重要环节。Gerhard等应用黏附分子抑制剂在不影响血脂的前提下通过抑制内皮ICAM1的表达，抑制了单核细胞黏附及其趋化作用和吞噬作用，最终能有效阻止高脂饮食诱导的斑块形成，提示黏附分子对血管损伤的独立机制〔11〕。本研究表明，PDS通过下调主动脉内皮ICAM1的蛋白表达，抑制单核细胞向内膜浸润和免疫黏附，减少泡沫细胞的生成，抑制中膜VSMC向内膜迁移、增殖，从而起到抗AS的作用。

　　综上，PDS能够抑制粥样斑块的形成，具有抗AS的作用，其机制与PDS降脂作用、下调内皮ICAM1的表达有密切关系，其更多的作用机制尚待进一步研究。

参考文献

　　1 秦纲.巨噬细胞集落刺激因子及其受体与动脉粥样硬化的关系研究进展〔J〕.国外医学·临床生物化学与检验学分册，2002；23（3）：149.

　　2 张均田.人参研究的最新进展〔J〕.江苏大学学报，2009；19（3）：18791.

　　3 Wang M，Yang KE，Zhao D，et al.Effect of panaxadiol saponins on LPO，SOD in swimming training rats〔J〕.J N Bethune Univ Med Sci，2001；27(4)：35860.

　　4 刘磊，焦向英，张炜芳，等.高脂饲料及维生素D3联合应用建立大鼠动脉粥样硬化模型〔J〕.山西医科大学学报，2005；35（6）:6813.

　　5 LinselNitschke P，Tall AR.HDL as a target in the treatment of atherosclerotic cardiovascular disease〔J〕.Nat Rev Drug Discov，2005；4：193206.

　　6 王亚红，秦建国，郭维琴，等.人参皂苷抗高脂血症及动脉粥样硬化的实验研究〔J〕.中医药学刊，2006；24（3）：42930.

　　7 Becker A，van Hinsbergh VW，Jager A，et al.Why is soluble intercellular adhesion molecule1 related to cardiovascular mortality〔J〕? Eur J Clin Invest，2002；32:18.

　　8 李佃淳，张红，张福海，等.复方芪参降脂饮对高胆固醇血症大鼠主动脉壁细胞间黏附分子1表达量的影响〔J〕.中国临床药学杂志，2005；14(5):2824.

　　　9 李强翔，钟惠菊.葛根素对糖尿病大鼠血脂和主动脉细胞间黏附分子1表达的调控〔J〕.中国行为医学科学，2006；15（11）：9813.

　　10 Aljada A，Saadeh R，Assian E，et al.Insulin inhibits the expression of intercellular adhesion molecule1 by human aortic endothelial cells through stimulation of nitric oxide〔J〕.J Clin Endocrinol Metab，2000；85(7):25725.

　　11 Asai A，Miyazawa T.Dietary curcuminoids prevent high fat diet induced lipid accumulation in rat liver and epididymal adipose tissue〔J〕.J Nutr，2001；131(11)：2932.