Celecoxib对心肌肥厚大鼠心室结构功能及PGI2、TXA2的作用

张　琪，薛明明，薛　锋，辛　雪

(内蒙古医科大学基础医学院生理学教研室，内蒙古 呼和浩特 010059)



·论著·

Celecoxib对心肌肥厚大鼠心室结构功能及PGI2、TXA2的作用

张琪，薛明明*，薛锋，辛雪

(内蒙古医科大学基础医学院生理学教研室，内蒙古 呼和浩特 010059)

目的探讨塞来昔布(Celecoxib) 对压力超负荷性心肌肥厚大鼠模型心室结构功能及前列环素(prostaglandin I2,PGI2)、血栓烷A2(thromboxane 2,TXA2)含量的影响。方法将雄性Wister大鼠随机分为假手术组、模型组、Celecoxib 2周组及Celecoxib 4周组。超声心动图测量心功能各项指标。光镜下左心室组织切片，测量左心室质量指数(left ventricular mass index，LVMI)，ELISA法检测血浆及心肌组织中PGI2、TXA2的含量。结果模型组、Celecoxib 2周组、Celecoxib 4周大鼠Tie指数高于假手术组,Celecoxib 2周组和Celecoxib 4周组Tie指数低于模型组(P<0.05)。模型组和Celecoxib 2周组IVRT高于假手术组，Celecoxib 4周组IVRT低于模型组和Celecoxib 2周组(P<0.05)。模型组、Celecoxib 2周组、Celecoxib 4周组射血分数(ejection fraction，EF)、左心室短轴缩短率(fraction shortening，FS)低于假手术组，CO高于假手术组(P<0.05)。Celecoxib 4周组血浆中PGI2含量高于假手术组，模型组、Celecoxib 4周组心肌组织中PGI2含量高于假手术组和Celecoxib 2周组(P<0.05)。2组血浆和心肌组织中TXA2含量差异无统计学意义(P<0.05)。结论心肌肥厚早期心脏整体功能及心室结构出现明显变化，随时间的延长，心室收缩功能也出现障碍；心肌肥厚大鼠血浆和心肌组织中PGI2发生变化； Celecoxib可以减轻心肌肥厚程度,但长期使用可能产生不良效果。

心肌病,肥厚性；前列环素；血栓烷A2；塞来昔布

10.3969/j.issn.1007-3205.2016.08.002

心肌肥厚是在多种化学因素、机械牵张(压力负荷、容量负荷等)初始因素诱导下，由各种神经体液因素参与，血流动力学改变引起的心室结构及功能的改变[1-2]。本研究探讨心肌肥厚大鼠模型心室肌结构功能的变化以及心肌细胞中前列环素(prostaglandin I2,PGI2)和血栓烷A2(thromboxane2,TXA2)的含量，判断环氧化酶2(cyclooxygenase 2,COX-2)抑制剂对心肌肥厚大鼠心室结构功能和PGI2、TXA2含量的影响，旨在为COX-2抑制剂类药物的临床使用提供可能的用药指导。现报告如下。

1　材料与方法

1.1实验动物与主要试剂清洁级健康10周龄雄性Wister大鼠40只，体质量(230±20) g，内蒙古大学实验动物中心提供。Wister大鼠适应性饲养1周后，随机分为假手术组、模型组、塞来昔布(Celecoxib)2周组和Clecoxib 4周组，每组10只。

主要试剂:戊巴比妥钠(上海哈灵生物)、Celecoxib胶囊(美国辉瑞公司)、PGI2ELISA试剂盒(北京宝盈同汇有限公司)、TXA2ELISA试剂盒(北京宝盈同汇有限公司)，中性福尔马林、二甲苯、无水乙醇、苏木精、伊红、中性树胶。

1.2压力超负荷心肌肥厚大鼠模型制备大鼠手术前12 h开始禁食，不禁水。大鼠仰卧位固定于鼠板上，沿左肾动脉向上找到腹主动脉，完全游离出一小段。沿血管走行方向，放置7号注射针头(针头已磨顿)，用4号手术缝合线结扎，缓慢拔出针头，确保腹主动脉残留直径为0.7 mm，造成70%的动脉狭窄。假手术组打开腹腔，游离出一段腹主动脉，不结扎。

1.3灌胃给药造模成功后开始灌胃给药：模型组给予生理盐水安慰剂20 mL·kg-1·d-1持续灌胃；Celecoxib 2周组给予Celecoxib 20 mL·kg-1·d-1持续灌胃2周，Celecoxib 4周组给予Celecoxib 20 mL·kg-1·d-1持续灌胃4周。

1.4彩色多普勒超声心动图检查应用彩色多普勒超声诊断仪(GE Vivid9，美国，GE公司)进行超声心动图检查[3]，检测左心室收缩功能指标：每搏量(stroke volume,SV)、左心室短轴缩短率(fraction shortening，FS)、射血分数(ejection fraction，EF)、心排出量(cardiac output，CO)；心室舒张功能指标：等容舒张时间(isovolumic relaxation time,IVRT)；整体心脏功能指标：Tie指数。

1.5心肌组织标本处理大鼠采血后断头处死，快速开胸摘出心脏，预冷生理盐水清洗，滤纸吸干，尽量避免挤压心脏，称质量。去除心房，沿室间隔剪去右心室，预冷生理盐水清洗后滤纸吸干，称质量，计算左心室质量指数(left ventricular mass index,LVMI)，即左心室质量与大鼠体质量的比值。沿左心室长轴取一半心肌组织，10%中性福尔马林固定后制成石蜡切片，行常规HE染色观察左心室结构的改变，通过普通光学显微镜观察各组大鼠心肌组织的形态结构变化。

1.6PGI2、TXA2水平检测ELISA法检测血浆及心肌组织中的炎症因子 PGI2、TXA2的含量。液氮中冻存的心肌组织于4 ℃下解冻，组织匀浆之后倒入离心管中离心15 min(5 000 r/min)取上清。将血液样本取出，4 ℃下解冻；并将ELISA试剂盒取出，在室温下进行平衡。按照ELISA试剂盒说明书进行操作。

2　结　　果

2.1心室肌细胞形态结构光镜下观察，假手术组大鼠心室肌细胞排列整齐，间隙较小，细胞大小均匀，边缘清楚，胞浆染色均匀，胞核大小均一；模型组大鼠心肌细胞排列紊乱，间隙明显变大，心肌细胞发生肥大，形态不规则，单位面积视野下心肌细胞数量显著变少，胞浆出现深染，胞核偶见增大；Celecoxib2周组和Clecoxib4周组心肌细胞肥大，数量减少，形态不规则，胞浆深染，胞核显著增大。见图1。

2.2大鼠心室功能的变化

2.2.1大鼠心脏整体功能的变化模型组、Celecoxib2周组、Celecoxib4周大鼠Tie指数高于假手术组,Celecoxib2周组和Celecoxib4周组Tie指数低于模型组,差异有统计学意义(P<0.05)，Celecoxib2周组和Celecoxib4周组Tie指数差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

2.2.2大鼠心室舒张功能的变化模型组和Celecoxib2周组IVRT高于假手术组，Celecoxib4周组IVRT低于模型组和Celecoxib2周组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。

2.2.3大鼠心室收缩功能的变化4组SV比较差异无统计学意义(P>0.05)；模型组、Celecoxib2周组、Celecoxib4周组EF、FS低于假手术组，CO高于假手术组，差异有统计学意义(P<0.05)，模型组、Celecoxib2周组、Celecoxib4周组间以上指标差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

2.3血浆及心肌组织中PGI2及TXA2浓度的变化Celecoxib4周组血浆中PGI2含量高于假手术组，其他组间差异无统计学意义(P>0.05)；模型组、Celecoxib4周组心肌组织中PGI2含量高于假手术组和Celecoxib2周组，差异有统计学意义(P<0.05)。2组血浆和心肌组织中TXA2含量差异无统计学意义(P<0.05)。见表4。

表1各组大鼠Tie指数比较

组别 Tie指数假手术组 0.395±0.140模型组 1.170±0.273*Celecoxib2周组0.914±0.309*#Celecoxib4周组0.911±0.280*#F 3.419P 0.029

*P<0.05与假手术组比较#P<0.05与模型组比较(SNK-q检验)

表2各组大鼠IVRT比较

组别 IVRT假手术组 19.937±1.146模型组 25.551±4.916*Celecoxib2周组26.170±5.794*Celecoxib4周组20.256±6.399#△F 4.462P 0.009

*P<0.05与假手术组比较#P<0.05与模型组比较△P<0.05与Celecoxib 2周组比较(SNK-q检验)

表3各组大鼠心室收缩功能比较

组别 SV(mL)EF(%)FS(%)CO(mL)假手术组 0.315±0.08594.194±2.77663.154±5.7340.089±0.022模型组 0.273±0.08080.891±4.401*44.243±4.925*0.602±0.030*Celecoxib2周组0.360±0.14683.044±9.992*47.184±10.180*0.620±0.033*Celecoxib4周组0.350±0.13481.234±7.692*44.180±5.170*0.590±0.120*F 1.1738.55017.607157.549P 0.3340.0000.0000.000

*P<0.05与假手术组比较(SNK-q检验)

表4各组大鼠血浆及心肌组织中PGI2、TXA2含量比较

组别 PGI2血浆心肌组织TXA2血浆心肌组织假手术组 73.87±22.7365.73±24.72314.88±99.29868.30±122.53模型组 89.97±22.01175.00±43.09*314.05±91.72966.67±267.27Celecoxib2周组77.98±22.2341.87±11.44*#348.00±112.06906.97±204.25Celecoxib4周组105.19±31.48*178.79±7.91*△303.89±49.711016.70±139.95F 3.18177.3780.4421.157P 0.0350.0000.7240.339

*P<0.05与假手术组比较#P<0.05与模型组比较△P<0.05与Celecoxib 2周组比较(SNK-q检验)

3　讨　　论

COX是一种双功能酶，具有环氧化物酶和过氧化氢酶活性，是催化花生四烯酸转化为PG的关键酶，通过催化花生四烯酸转化为PG、PGI2和TXA2而发挥其药理作用[4]。PGI2与TXA2是天然的拮抗剂，TXA2可以促进血小板聚集，PGI2可以抑制血小板聚集，二者的相互拮抗可使血液在血管内保持生理的循环状态，预防心肌肥厚等心血管疾病的发生。

非甾体抗炎药是一类具有抗炎与镇痛作用的非处方药，特异性COX-2抑制剂(如Celecoxib)[5]是其中的一种。因其消除了胃肠道不良反应，且具有消炎镇痛的作用，目前被广泛应用。但近来许多临床统计数据表明，特异性COX-2抑制剂会增加心血管疾病的发生率[6]。因此，正在上市的Celecoxib在心血管方面的作用成为了研究的焦点。

本研究对心肌肥厚大鼠行免疫组织化学切片，光镜下观察发现：假手术组大鼠心室肌细胞排列整齐，间隙较小，细胞大小均匀，边缘清楚，胞浆染色均匀，胞核大小均一；模型组大鼠心肌细胞排列紊乱，间隙明显变大，心肌细胞发生肥大，形态不规则，单位面积视野下心肌细胞数量显著变少，胞浆出现深染，胞核偶见增大；Celecoxib 2周组和Clecoxib 4周组心肌细胞肥大，数量减少，形态不规则，胞浆深染，胞核显著增大。

目前超声诊断技术具有准确、无创、安全、可重复性高等优点，成为评价心脏结构及功能较为理想的诊断技术[7-9]。随着超声技术的发展，高频探头的应用，超声心动图检查很快应用于大鼠实验中[10-13]。近年来动物实验采用FS、EF、SV及CO描述心室收缩功能。有研究报道，Tie指数可以在心脏发生病变的早期，其他评价心脏功能指标未发生明显变化时反映心脏整体功能的改变[14-17]，结合超声心动图二维彩超测量心室收缩功能指标，能够对心肌肥厚早期心脏功能进行相对快速而且较好的评价。

本研究应用超声心动图检查大鼠心脏功能的变化，测量FS、EF等心室收缩功能指标，心室舒张功能指标IVRT及整体心功能指标Tie指数。造模成功后大鼠的心室结构已出现明显的心肌肥厚病变。Celecoxib 2周组和Celecoxib 4周组大鼠心脏整体功能Tie指数低于模型组，表明Celecoxib可以显著改善心脏的整体功能。 Celecoxib 2周组和Ccelecoxib 4周组间差异无统计学意义，表明长期使用Celecoxib对心脏整体功能并没有显著增加治疗效果。Celecoxib 4周组IVRT低于模型组和Celecoxib 2周组(P<0.05)，表明长期使用药物作用能增加对心室舒张功能的缓解作用,短期疗效甚微。模型组、Celecoxib 2周组、Celecoxib 4周组大鼠心室收缩功能指数EF、FS均低于假手术组，CO均高于假手术组(P<0.05)，模型组、Celecoxib 2周组、Celecoxib 4周组间差异无统计学意义(P>0.05),表明Celecoxib不能缓解心室收缩功能。

COX-2介导PGI2的合成,PGI2能扩张血管，使血压下降,抑制血小板的凝聚。因为COX-2抑制剂仅抑制COX-2的合成，而不抑制COX-1的合成,所以会破坏人体内PGI2与TXA2的平衡。而在心肌细胞缺血再灌注过程中由于氧自由基大量产生，激活磷脂酶A，促进心肌细胞、血管内皮细胞、血细胞等细胞膜磷脂分解，花生四烯酸生成、释放增加，于是细胞合成PGI2增多，血小板生成、释放TXA2增加，但同时氧自由基引起的脂质过氧化反应会损害血管内皮细胞，脂质过氧化反应产物以及花生四烯酸脂氧代谢产物5-过氧化氢四烯酸、12-过氧化氢四烯酸等选择性抑制PGI2合成酶，对TXA2合成无影响，PGI2合成减少，TXA2相对增加，PGI2/TXA2比值降低，引起一系列病理变化，从而导致心血管疾病的发生[18]。

本研究结果显示各组大鼠血浆和心肌组织中TXA2浓度差异无统计学意义，说明Celecoxib对TXA2没有明显的影响。Celecoxib 4周组大鼠血浆中PGI2含量高于假手术组(P<0.05)；模型组大鼠心肌组织PGI2含量显著高于假手术组，Celecoxib 2周组心肌组织中PGI2含量低于模型组，Celecoxib 4周组心肌组织中PGI2含量高于假手术组和Celecoxib 2周组(P<0.05)。推测是由于PGI2在心肌肥厚初期(2周)还可以通过Celecoxib对炎症反应的抑制来缓解心肌肥厚的程度，但并不能使整体的心功能有显著的长期的提升，因而在Celecoxib 4周组心肌组织中PGI2不降反升。长期使用Celecoxib是否可能对心肌肥厚产生不良作用以及PGI2与TXA2的关系还有待进一步研究。(本文图见封三)

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(本文编辑：赵丽洁)

Effects of Celecoxib on the structure and function of rat ventricular and on TXA2and PGI2in rats with myocardial hypertrophy

ZHANG Qi, XUE Ming-ming*, XUE Feng, XIN Xue

(Department of Physiology， the School of Basic Medicine， Inner Mongolia Medical University， Hohhot 010059， China)

ObjectiveTo investigate the effect of Celecoxib on the function and structure of the ventricular, and on the content of prostaglandinI2(PGI2) and thromboxane2(TXA2) in models of rats with pressure-overload myocardial hypertrophy. MethodsFemale Wister rats were randomly divided into sham operation group, model group, Celecoxib 2 weeks group and Celecoxib 4 weeks group. Echocardiographic measurements were used to measure cardiac function indexes. Left ventricle tissue sections were viewed by light microscope. LVMI was measured and content of PGI2, TXA2were measured by ELISA assay in plasma and myocardial tissue. ResultsIn model group, Celecoxib 2 weeks group and Celecoxib 4 weeks group, Tie indexes were higher than that in the the sham group. In Celecoxib 4 weeks group and 2 weeks group, Tie indexes was lower than that in the model group(P<0.05). In model group and Celecoxib 2 weeks group, IVRT was higher compared with the sham group. IVRT of Celecoxib 4 weeks group was lower than that in the model group and Celecoxib 2 weeks group(P<0.05). In model group, Celecoxib 2 weeks group and Celecoxib 4 weeks group, EF, FS were lower than that in sham group, CO was higher than that in sham group(P<0.05). The content of plasma PGI in Celecoxib 4 weeks group was higher than that in the sham group and model group. PGI2in myocardial tissue of Celecoxib 4 weeks group was higher than that in sham group and Celecoxib 2 weeks group(P<0.05). There was no significant difference in the content of TXA2in plasma and cardiac tissue between the 2 groups(P>0.05). ConclusionAt the early stage of cardiac hypertrophy ,ventricular function and structure were significantly changed. With the extension of time, ventricular systolic function also appeared obstacles. PGI2in plasma and myocardial tissue of cardiac hypertrophy rat was changed. Celecoxib can alleviate cardiac hypertrophy. However, long-term use may have a side effect.

cardiomyopathy, hypertrophic； prostaglandin I2； thromboxane A2； celecoxib

2015-12-31；

2016-04-08

内蒙古自治区自然科学基金(2012MS1152)

张琪(1992-)，女，河北威县人，内蒙古医科大学基

R542.2

A

1007-3205(2016)08-0874-06

础医学院医学硕士研究生，从事生理学基础研究。