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益母草碱的合成及其对心血管保护作用的研究

刘新华  
【摘要】: 近年来,心血管疾病的发病率和致残致死率在全世界范围内呈明显上升趋势,其中缺血性心脏病是临床最常见的心血管疾病之一,缺血性心脏病是由于心脏冠状循环改变,引起冠状血流和心肌需求之间不平衡而导致的心肌损害。急性冠状动脉狭窄和闭塞可引起的急性心肌缺血甚至心肌梗死。心肌缺血(myocardialischemia,MI)治疗方法很多,其中药物治疗不失为一重要手段。虽然硝酸酯类、钙通道阻滞剂和β-受体阻断药等传统抗心肌缺血药物具有较好治疗作用,但均存在一定的不足之处,所以对抗心肌缺血药物的探索和抗心肌缺血机制的研究仍是一项重要的研究课题。由于中药的多靶点、多途径、副作用小等作用特点,因此对传统中药的研究越来越受到人们的重视,益母草为唇科益母草属植物,具有活血、祛瘀、调经、利水、清热解毒的功效,用于治疗月经不调、产后腹痛等。近年来,随着对其研究的逐渐增多,其药用价值、尤其在治疗心血管疾病方面的作用得到较深入的认识。我们的研究发现并证明了益母草的有效活性成分可被用于心功能的保护,并阐述了益母草有效活性成分的抗氧化机制。有文献报道,有效活性成分中的特异生物碱益母草碱能通过抑制外钙内流和内钙释放而发挥舒张血管平滑肌的作用,本研究进一步开展益母草中的有效成分益母草碱对心肌缺血的保护作用。 益母草碱在全草中的含量较少,分离提取得到的纯度也不高,因此,本实验探索出全新的益母草碱合成工艺,以丁香酸为起始原料,丁香酸的酚羟基用苄基保护并与中间体氨基丁醇进行缩合反应,建立了一条工艺简单、廉价、环保的全新合成益母草碱的途径,并经高效液相色谱分析测定纯度可达99.8%。 本实验用化学全合成的方法得到益母草碱,采用乳鼠心肌细胞缺氧、H9c2细胞系氧化应激、大鼠急性心肌梗死和心衰的体内和体外模型,用DNA电泳检测断裂的DNA片段,用RT-PCR和Western blot检测凋亡蛋白和信号分子来阐明益母草碱的心肌保护作用。 结果表明,益母草碱提高缺氧,双氧水(hydrogen peroxide,H_2O_2)损伤的心肌细胞的存活率及降低乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)的漏出率,增加抗氧化酶的活力及直接消除活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)作用,抑制心肌细胞凋亡,减轻细胞内钙超载,同时降低H_2O_2诱导的因ROS激活的线粒体凋亡途径,包括膜电位升高,细胞色素c的释放和Bax蛋白从胞浆到线粒体的转位,并且抑制caspase-3的激活及多聚酶(ADP-核糖)聚合酶(PARP)的断裂,发挥了对心肌细胞的保护作用。体内研究表明益母草碱能降低急性心肌梗死大鼠的梗死面积、降低血浆中的肌酸激酶(creatine kinase,CK)、LDH的含量、提高抗氧化酶活力并抑制心肌细胞凋亡,同时益母草碱能增大左室最大变化速率,改善收缩性能,舒张冠脉,使左室舒张末压降低,提高心衰大鼠的心功能,减轻肺淤血。 综上所述,我们的研究发现益母草碱对心肌细胞有直接的保护作用主要通过抗氧化,减轻细胞内钙超载,促进Bcl-2基因的表达和抑制Bax蛋白从胞浆到线粒体的转位发挥抑制线粒体凋亡途径,发挥了对缺血缺氧、ROS诱导的心肌细胞的损伤的保护作用。


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