丹参酮ⅡA对阿霉素所致大鼠心肌损伤的保护作用

曹杰红 徐宁红 谭华清

[摘要] 目的 观察丹参酮ⅡA对阿霉素所致大鼠心肌损伤的保护作用及可能机制。 方法 将SD大鼠随机分为对照组、模型组（阿霉素心脏损伤）、丹参酮ⅡA组（1.0×10-5、2.0×10-5、4.0×10-5 mol/L）。丹参酮ⅡA组大鼠造模前给予20 mL/kg体积丹参酮ⅡA混悬液灌胃，连续5 d，第5天给药后1 h腹腔注射18 mg/kg阿霉素溶液，此后继续灌胃2 d。检查大鼠的心脏功能，检测大鼠血浆乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶（CK）、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）水平和心肌组织中肌钙蛋白Ⅰ（cTnⅠ）水平。 结果 与模型组相比，丹参酮ⅡA组（2.0×10-5、4.0×10-5 mol/L）明显改善心脏功能，表现为左室收缩压[（75.14±16.08）mm Hg比（120.37±10.89）、（123.55±10.92）mm Hg，F=8.69]、左室压力差[（65.32±17.37）mm Hg比（93.94±19.52）、（103.39±15.9）mm Hg，F=9.24]、左室内压最大上升速率[（3348.82±102.17）mm Hg/s比（4933.74±188.33）、（5188.75±205.14）mm Hg/s，F=9.83]和左室内压最大下降速率[（2559.72±433.62）mm Hg/s比（3353.94±203.15）、（3699.76±179.34）mm Hg/s，F=10.81]均显著性升高（均P < 0.05）。与模型组比较，丹参酮ⅡA（2.0×10-5、4.0×10-5 mol/L）显著降低了心肌组织匀浆中cTnⅠ[（1.23±0.58）ng/mgpr比（0.39±0.13）、（0.34±0.10）ng/mgpr，F=9.13]、LDH[（3460.91±656.37）U/L比（2874.11±1130.76）、（2608.12±538.25）U/L，F=8.84]、CK[（1.74±0.64）U/mL比（0.97±0.41）、（0.96±0.44）U/mL，F=8.64]和MDA[（8.34±2.86）μmol/mL比（5.19±1.92）、（5.00±1.44）μmol/mL，F=10.54]的水平，增加了SOD活性[（81.43±28.61）kU/L比（118.22±30.54）、（120.26±15.87）kU/L，F=9.68]（均P < 0.05）。 结论 丹参酮ⅡA对阿霉素诱导的大鼠心肌损伤具有保护作用，其机制可能是丹参酮ⅡA抑制氧化应激有关。

[关键词] 丹参酮ⅡA；阿霉素；心肌损伤；氧化应激

[中图分类号] R542.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2014）08（c）-0025-04

Protective effect of Tanshinone ⅡA on the cardiac injury induced by Adriamycin in rats

CAO Jiehong1 XU Ninghong1 TAN Huaqing2

1.Department of Oncology， the Central Hospital of Loudi City， Hu'nan Province， Loudi 417000， China； 2.Department of Cardiology， the Central Hospital of Loudi City， Hu'nan Province， Loudi 417000， China

[Abstract] Objective To investigate the protective effect of Tanshinone ⅡA on the cardiac injury induced by Adriamycin and explore the probalble mechanism in rats. Methods The SD rats were randomly divided into control group， model group （Adriamycin-induced cardiac injury） and Tanshinone ⅡA group （1.0×10-5， 2.0×10-5， 4.0×10-5 mol/L）. Tanshinone ⅡA （20 mL/kg） was administered by lavage every day， in the fifth days， Adriamycin （18 mg/kg） was administered by intraperitoneal injection 1 hour after treatment with Tanshinone ⅡA. Then Tanshinone ⅡA was administered for 2 days. The cardiac function of rats was tested. The levels of cardiac troponin Ⅰ （cTnⅠ） in myocardial homogenate and plasma lactate dehydrogenase （LDH）， creatine kinase （CK）， malonaldehyde （MDA） and superoxide dismutase （SOD） were measured. Results Compared with the model group， the cardiac function of rats in model group was significantly improved， the left ventricular systolic pressure [（75.14±16.08） mm Hg vs （120.37±10.89）， （123.55±10.92） mm Hg， F=8.69]， left ventricular pressure difference [（65.32±17.37） mm Hg vs （93.94±19.52）， （103.39±15.9） mm Hg， F=9.24]， +dp/dtmax [（3348.82±102.17） mm Hg/s vs （4933.74±188.33）， （5188.75±205.14） mm Hg/s， F=9.83] and -dp/dtmin [（2559.72±433.62） mm Hg/s vs （3353.94±203.15）， （3699.76±179.34） mm Hg/s， F=10.81] were significantly increased in Tanshinone ⅡA （2.0×10-5， 4.0×10-5 mol/L） （all P < 0.05）. Compared with the model group， the levels of cTnⅠ [（1.23±0.58） ng/mgpr vs （0.39±0.13）， （0.34±0.10） ng/mgpr， F=9.13] in myocardial homogenate and plasma LDH [（3460.91±656.37） U/L vs （2874.11±1130.76）， （2608.12±538.25） U/L，F=8.84]， CK[（1.74±0.64） U/mL vs （0.97±0.41）， （0.96±0.44） U/mL， F=8.64] and MDA [（8.34±2.86） μmol/mL vs （5.19±1.92）， （5.00±1.44） μmol/mL， F=10.54] were significantly decreased （all P < 0.05） and the levels of plasma SOD [（81.43±28.61） kU/L vs （118.22±30.54）， （120.26±15.87） kU/L， F=9.68] were significantly increased （P < 0.05） in Tanshinone ⅡA （2.0×10-5， 4.0×10-5 mol/L）. Conclusion Tanshinone ⅡA improves the cardiac injury induced by Adriamycin， the mechanism can be related with the inhibition of oxidative stress induced by Tanshinone ⅡA.

[Key words] Tanshinone ⅡA； Adriamycin； Cardiac injury； Oxidative stress

阿霉素（Adriamycin，DOX）属蒽醌类抗生素，是一种高效、广谱的抗肿瘤药，临床上常用于治疗多种恶性肿瘤，其中对于白血病、恶性淋巴瘤、乳腺癌、肺癌、肉瘤等多种肿瘤具有明显的疗效，然而阿霉素的毒副作用也严重限制其临床应用[1-2]。阿霉素心脏毒性的机制还不完全清楚，研究表明氧化应激在阿霉素诱导的心肌损伤中发挥着重要的作用[3-4]。丹参酮ⅡA属于中药丹参的主要有效成分，丹参是传统的中药药材，对改善缺血再灌注损伤、抗肝细胞损伤、免疫调节、抗感染和抗肿瘤等方面都有明显效果[5-6]。研究发现丹参注射液能够保护心肌细胞损伤[7]，这种保护作用是否是通过丹参的活性成分丹参酮ⅡA来发挥，其具体机制目前尚不清楚。因此本研究观察丹参酮ⅡA对阿霉素所致大鼠心肌损伤的保护作用，并从氧化应激的角度探讨丹参酮ⅡA保护阿霉素所致大鼠心肌损伤的机制。

1 材料与方法

1.1 材料

丹参酮ⅡA购于上海第一生化药业有限公司（批号H31022558），阿霉素购于Sigma公司，肌钙蛋白Ⅰ（cardiac troponin Ⅰ，cTnⅠ）（批号2401402）、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）（批号20130521）、肌酸激酶（creatine kinase，CK）（批号20130302）、丙二醛（malonaldehyde，MDA）（批号20130631）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）（批号20131022）的检测试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。

1.2 实验方法

1.2.1 动物分组及造模 SPF级健康雄性Sprague Dawley（SD）大鼠50只，体量（200±20）g，由南华大学实验动物学部提供，普通饲料饲养。大鼠随机分为3组：对照组，模型组（阿霉素心脏损伤），丹参酮ⅡA组（1.0×10-5、2.0×10-5、4.0×10-5 mol/L）。阿霉素心脏损伤模型组大鼠腹腔注射18 mg/kg盐酸阿霉素溶液。丹参酮ⅡA组大鼠造模前每天灌胃20 mL/kg体积丹参酮ⅡA混悬液，连续5 d，第5天给药后1 h腹腔注射18 mg/kg阿霉素溶液，此后继续灌胃2 d。模型组大鼠在实验的第5天腹腔注射18 mg/kg 阿霉素溶液，模型组和对照组大鼠均每天给予20 mL/kg的生理盐水，连续7 d。

1.2.2 心肌功能检测 各组大鼠用3.5%的水合氯醛（1 mL/100g）腹腔注射麻醉，打开胸腔，固定，心窥器使心脏暴露。心脏连接到压力转换器，注射针直接从左心室腔的顶点附近插入，并保持流畅，压力转换器的另一端被连接到的生物信号采集系统，保持受试动物的收缩压和喷射状态稳定，使用很短的时间内测定动物心脏功能，包括心率（heart rate，HR）、左室收缩压（left ventricular systolic pressure，LVSP）、左室舒张末压（left ventricular end diastolic pressure，LVEDP）、左室压力差（left ventricular pressure difference，△LVP）、左室内压最大上升速率（+dp/dtmax）和左室内压最大下降速率（-dp/dtmin）。

1.2.3 血浆LDH、CK、MDA、SOD水平的测定 大鼠心肌功能检测完毕后，心脏放血，肝素抗凝，离心，取血浆，按试剂盒说明书进行操作，分别检测血浆LDH、CK、MDA和SOD水平。

1.2.4心肌匀浆心肌cTnⅠ水平检测 大鼠处死后，取心脏。取适量的心肌组织在冰浴条件下使用组织研磨机进行3次粉碎组织，用20%的Tris-HCl溶液冲洗磨搅拌器，然后用超声波组织细胞粉碎机裂解细胞，制备成心肌组织匀浆。0℃，2000 g，离心10 min，收集上清液。按试剂盒说明书进行操作，检测心肌组织匀浆上清液中cTnⅠ的含量。检测匀浆上清液中总蛋白的含量，cTnⅠ的含量以每毫克组织蛋白中所含cTnⅠ的钠克数（ng/mgpr）表示。

1.3 统计学方法

采用SPSS 17.0统计学软件进行数据分析，计量资料数据用均数±标准差（x±s）表示，两组间比较采用t检验；多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 丹参酮ⅡA对阿霉素所致大鼠心脏功能损伤的影响

与对照组比较，阿霉素损伤的模型组大鼠LVSP、△LVP、±dp/dtmax均显著降低，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。丹参酮ⅡA组（2.0×10-5 mol/L和4.0×10-5 mol/L）与模型组比较，LVSP、△LVP、±dp/dtmax均显著升高，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。丹参酮ⅡA组（1.0×10-5 mol/L）LVSP、△LVP、±dp/dtmax与模型组比较，差异无统计学意义（均P > 0.05）。见表1。

2.2 丹参酮ⅡA对阿霉素所致心脏损伤大鼠心肌组织中cTnⅠ和血浆CK和LDH水平的影响

与对照组比较，阿霉素心脏损伤模型组大鼠心肌组织中cTnⅠ和血浆中CK和LDH水平显著性升高，差异均有统计学意义（均P < 0.05）；丹参酮ⅡA组（2.0×10-5 mol/L和4.0×10-5 mol/L）与模型组比较，大鼠心肌组织中cTnⅠ和血浆中CK和LDH水平显著降低，差异均有统计学意义（均P < 0.05）；丹参酮ⅡA组（1.0×10-5 mol/L）大鼠心肌组织中cTnⅠ和血浆中CK和LDH水平与模型组比较，差异无统计学意义（均P > 0.05）。见表2。

表2 丹参酮ⅡA对各组大鼠心肌组织中肌钙蛋白Ⅰ

及血浆中肌酸激酶和乳酸脱氢酶水平的影响（x±s）

注：与对照组比较，*P < 0.05；与模型组比较，#P < 0.05；cTnⅠ：肌钙蛋白I；CK：肌酸激酶；LDH：乳酸脱氢酶

2.3丹参酮ⅡA对阿霉素所致心脏损伤大鼠血浆中MDA和SOD水平的影响

与对照组比较，阿霉素心脏损伤模型组大鼠血浆中MDA的含量显著升高，而SOD含量显著下降，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。丹参酮ⅡA组（2.0×10-5 mol/L和4.0×10-5 mol/L）与模型组比较，大鼠血浆中MDA的含量显著降低，而SOD含量显著增加，差异均有统计学意义（均P < 0.05）。而丹参酮ⅡA组（1.0×10-5 mol/L）大鼠血浆中MDA和SOD水平与模型组比较，差异无统计学意义（均P ﹥ 0.05）。见表3。

3 讨论

阿霉素是蒽醌类抗生素，也是一种高效广谱的抗肿瘤药物。有研究报道用蒽醌类抗生素对白血病患儿进行化疗时可引起扩张型心肌病[8]。大量临床调查和实验研究也发现阿霉素具有心脏毒性，可导致心肌损伤，主要临床表现为用药早期出现各种心律失常，晚期出现还可以出现充血性心力衰竭[9]，因此阿霉素做为抗肿瘤药物在临床上的使用受到很大的限制。但是阿霉素的抗肿瘤的效果是很肯定的，因而寻找高效低毒的抑制阿霉素心脏毒性的心脏保护剂具有十分重要的意义。

丹参是我国的传统中药，在中医中丹参有“益气、行气、活血、养血和祛痹”等作用。丹参酮ⅡA是丹参的脂溶性有效单体，研究表明丹参酮ⅡA具有改善微循环、抗缺血缺氧、抗动脉硬化、降低心肌耗氧量、保护心肌、抗血栓形成、抑制炎性反应和氧化应激等保护作用[10-13]。

心脏功能是反映心肌损伤程度最直接的指标，LVSP和±dp/dt可以反映心肌收缩和舒张功能，当心肌舒张时，实际值比绝对值大，当心肌收缩时，实际值比绝对值小，若回收率更好则说明心肌功能更强[14]。本研究结果显示，与对照组比较，阿霉素模型组LVSP、±dp/dt明显降低，说明阿霉素引起的严重心肌损害，降低了心功能指标。丹参酮ⅡA干预后，显著改善了这些指标，表明丹参酮ⅡA可有效改善左室收缩和舒张功能，降低阿霉素导致的心脏功能下降。

研究发现，心肌血浆的酶水平与心肌功能具有密切关系，当心肌出现损伤时，会使酶水平异常，一般会导致酶外漏。CK、LDH则是评价心肌缺血损害程度的客观指标[15]。cTnⅠ水平表示不可逆的心肌损伤的程度，cTnⅠ具有广泛的诊断价值，能够快速诊断阈值，特异性、敏感性高，成为心肌损伤的“金标准”[16]。本研究结果发现，与模型组比较，丹参酮ⅡA显著降低了阿霉素所致心肌损伤大鼠心肌组织匀浆中cTnⅠ水平及血浆LDH和CK的水平。这些结果表明丹参酮ⅡA能够有效缓解心肌的损伤，从而对阿霉素引起的心肌损伤起到保护作用。

阿霉素心脏毒性的机制目前还没有完全阐明，氧化应激产生的自由基导致心肌损伤是其心脏毒性的机制之一。氧化应激是引起脑缺血-再灌注损伤的重要机制。氧化应激是指机体在遭受有害刺激时，产生了大量的活性氧自由基，超出了机体对其清除能力，从而对细胞的DNA、蛋白质和脂质等造成巨大的损伤[17-18]。MDA是活性氧发生脂质过氧化的终产物，是衡量体内细胞发生氧化应激的指标之一。SOD是清除体内活性氧自由基的主要自由基清除剂，通过催化超氧化物发生歧化反应而清除自由基[19-20]。丹参酮ⅡA能显著增加阿霉素所致心脏损伤大鼠血浆中SOD活性，同时降低MDA含量，说明丹参酮ⅡA具有清除氧自由基的作用，使心肌细胞坏死明显减少。因此丹参酮ⅡA可能是通过提高体内抗氧化酶活性，对抗自由基引发的脂质过氧化反应，改善细胞膜的通透性，保护结构的完整性，避免心肌损伤进一步加重，保护心肌细胞，这可能是丹参酮ⅡA保护阿霉素诱导的心肌损伤的机制之一。

综上所述，丹参酮ⅡA改善了阿霉素诱导的大鼠心肌损伤，其机制可能是丹参酮ⅡA抑制氧化应激有关。本研究为丹参类药物作为抑制阿霉素心脏毒性的心脏保护剂的临床应用提供了实验依据，对于阿霉素等药物的广泛使用具有积极的推动作用。

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