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基本信息

項目名稱:
銀杏黃酮及GFP抗動脈粥樣硬化作用研究
小類:
生命科學(xué)
簡介:
臨床應(yīng)用證實,銀杏黃酮由于在體內(nèi)生物利用度低,半衰期短,治療結(jié)果尚不能令人滿意。據(jù)此,我們對銀杏黃酮進行結(jié)構(gòu)方面的改造和加工,制備了GFP。為進一步探討GFP抗AS作用的機理,在細胞及分子水平,以銀杏黃酮為陽性對照,對GFP抗AS作用機理進行了較為系統(tǒng)的研究。研究結(jié)果證明,GFP抗AS作用明顯優(yōu)于銀杏黃酮,這為進一步研制和開發(fā)新一代黃酮類抗心腦血管疾病藥物提供了理論及實驗依據(jù)。
詳細介紹:
動脈粥樣硬化(AS)是缺血性心、腦血管疾病發(fā)生的病理學(xué)基礎(chǔ),其并發(fā)癥是導(dǎo)致我國中、老年人死亡的主要原因之一。目前臨床上用于治療心腦血管疾病的藥物較多,但普遍存在選擇性差、毒副作用較大等缺點。因此,尋求高效、低毒的心腦血管疾病治療藥物仍是新藥創(chuàng)制的重點領(lǐng)域之一。 銀杏、銀杏黃酮的研究和應(yīng)用在我國已有多年歷史,藥理作用明確,在治療缺血性心腦血管疾病和呼吸系統(tǒng)疾病等方面療效顯著,臨床應(yīng)用廣泛,是我國幾十年來研究和開發(fā)中草藥的成功范例之一,并得到了世界范圍的認可。已證明,銀杏黃酮是銀杏的主要活性成分,然而,藥代動力學(xué)研究表明,銀杏黃酮在體內(nèi)生物利用度低,半衰期短 (t1/2= 2.1hr),為保持臨床有效的藥物治療濃度必須頻繁給藥,因此而易造成體內(nèi)蓄積,產(chǎn)生多樣化的毒副反應(yīng),治療結(jié)果尚不能令人滿意。根據(jù)此特點,我們對銀杏黃酮進行化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)方面的改造和加工,以銀杏葉提取物 (主要含銀杏黃酮) 為先導(dǎo)化合物,引入了具有乳化劑作用、促進脂類代謝、改善生物膜結(jié)構(gòu)和功能作用的天然植物磷脂,制備了銀杏磷脂復(fù)合物(ginkgo-flavone phytosomes , GFP )。 一、銀杏磷脂復(fù)合物( GFP )的制備: 銀杏黃酮:濰坊醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)教研室提取。 銀杏黃酮磷脂復(fù)合物的制備:銀杏黃酮溶于丙酮中→加溫至60℃→按1:1摩爾比加入大豆磷脂攪拌成溶液狀態(tài)→減壓除去反應(yīng)溶劑→加入適量氯仿,充分溶解其中的磷脂及復(fù)合物→過濾,收集濾液→減壓蒸餾將氯仿蒸干,收集固體,為黃褐色粉末,置干燥器中保存。 經(jīng)紫外掃描檢測,大豆磷脂在400-200nm波長區(qū)無吸收峰,不干擾銀杏黃酮的測定。銀杏黃酮、銀杏黃酮磷脂混合物、銀杏黃酮磷脂復(fù)合物的紫外圖譜形狀相同,最大吸收峰均在254.0nm處,紫外光譜分析表明磷脂復(fù)合物中銀杏黃酮的發(fā)色團結(jié)構(gòu)未發(fā)生改變。證明銀杏黃酮與磷脂形成的是復(fù)合物,經(jīng)查新咨詢未見報道。 二、銀杏黃酮和GFP對氧化損傷內(nèi)皮功細胞功能的影響: 1、方法:第三代細胞長至90%左右,換2%血清的培養(yǎng)基同步化細胞6h,隨機分為6組: A組:空白對照組;B組:氧化損傷模型組;C組:銀杏黃酮低濃度組(50ug/ml);D組:銀杏黃酮高濃度組(100ug/ml);E組:GFP低濃度組(70ug/ml);F組:GFP高濃度組(140ug/ml)。各組培養(yǎng)16h后,移去含藥物的培養(yǎng)基,PBS洗2遍后加入含有100umol/L H2O2的培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)2h。 1.4指標檢測:①常規(guī)MTT法檢測細胞活性;②MDA和LDH檢測按試劑盒(南京建成生物工程研究所)說明書進行;③SP免疫組化檢測ICAM-1在細胞膜的表達,NF-κB在細胞核的表達;④RT-PCR檢測ICAM-1 mRNA的表達。 2、結(jié)果:銀杏黃酮和GFP對氧化損傷內(nèi)皮細胞活性、LDH釋放率、MDA含量的影響,數(shù)據(jù)以?X±S(×10-2)表示,N=10,見表1。 表1 銀杏黃酮和GFP對氧化損傷內(nèi)皮細胞活性、LDH釋放率和MDA含量的影響 組別 MTT LDH MDA A B C D E F 39.56±1.399 23.69±1.271** 28.44±1.222**# 32.37±1.692*# 33.23±1.583*# 38.49±1.020## 18.4±2.0 48.0±2.6** 35.0±2.2**# 27.1±3.1*## 26.7±2.9*## 20.5±2.6## 16.5±1.4 39.5±2.1** 30.9±2.0**# 22.8±1.4*## 23.4±2.2*## 18.1±2.5## *P<0.05 vs control group; **P<0.01 vs control group; #P<0.05 vs H2O2 group(group B); ##P<0.01 vs H2O2 group; H2O2作用于內(nèi)皮細胞后,細胞活性較正常對照明顯降低,LDH釋放率、MDA含量則明顯升高,B組與A組比較有顯著差異(P<0.01);銀杏黃酮組明顯提高細胞活性,降低LDH釋放率和MDA含量,與B組比較有明顯差異(P<0.05),且C,D兩組間亦有統(tǒng)計學(xué)意義;說明銀杏黃酮對內(nèi)皮細胞氧化損傷有保護作用,且呈劑量依賴性;E,F(xiàn)兩組具有和銀杏黃酮組類似的效應(yīng),與B組比較具有顯著性差異(P<0.01),F(xiàn)組與D組,E組與C組比較也具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),說明GFP對內(nèi)皮細胞氧化損傷有保護作用,且其效果優(yōu)于銀杏黃酮。 2.2 免疫組化檢測ICAM-1在細胞膜的表達,NF-κB在細胞核的表達結(jié)果,數(shù)據(jù)以?X±S(×10-2)表示,N=10,見表2; 表2 銀杏黃酮和GFP對氧化損傷內(nèi)皮細胞ICAM-1和NF-κB表達的影響 組別 ICAM-1 NF-κB A B C D E F 2.2±1.7 10.2±3.4** 7.9±1.6**# 5.4±1.2*## 4.9±0.9*## 1.6±0.3## 0.1±0.1 14.7±1.6** 10.1±1.5**# 4.6±1.1*## 4.3±0.7*## 0.8±0.4## *P<0.05 vs control group; **P<0.01 vs control group; #P<0.05 vs H2O2 group(group B); ##P<0.01 vs H2O2 group; 通常情況下ICAM-1在內(nèi)皮細胞膜上的表達處于低水平,正常對照組的細胞膜呈淺棕黃色,胞核不著色;H2O2100μmol/L作用2h后,血管內(nèi)皮細胞膜棕黃色顯著加深,光密度值增高,胞核著色明顯,呈深棕黃色,B組與A組比較有顯著性差異(P<0.01),說明氧化損傷后內(nèi)皮細胞膜表面ICAM-1表達顯著增多,NF-κB活化,p65亞基移位于胞核;銀杏黃酮低、高兩個濃度組(C組、D組)內(nèi)皮細胞膜棕黃色逐漸變淺,胞核棕黃色逐漸變淺,光密度值明顯減少,與B組比較有顯著差異(P<0.05),且C、D兩組間亦有統(tǒng)計學(xué)意義,說明銀杏黃酮劑量依賴性地減少細胞表面ICAM-1的表達,抑制NF-кB的活化;銀杏黃酮磷脂復(fù)合物低、高兩個濃度組(E組、F組)與B組比較有顯著性差異(P<0.01);分別與C、D組比較差別有顯著性, E組與F組比較差別亦有顯著性(P<0.05),而E組與D組無顯著性差異。在分子水平進一步說明銀杏黃酮磷脂復(fù)合物的作用優(yōu)于銀杏黃酮。 2.3 半定量RT-PCR測ICAM-1表達結(jié)果:(以Rn值表示,`X±S,N=10),見表3。 表3 銀杏黃酮和GFP對氧化損傷內(nèi)皮細胞ICAM-1基因表達的影響 組別 ICAM-1(Rn) β-actin(Rn) ICAM-1(Rn)/β-actin(Rn) A B C D E F 2.59±0.31 16.42±1.80 11.17±0.69 8.71±0.92 9.38±1.17 3.54±0.58 0.32±0.14 0.40±0.11 0.35±0.19 0.32±0.14 0.29±0.12 0.39±0.15 8.09±1.76 41.05±3.07** 31.91±3.22**# 27.22±2.57**## 28.13±2.02**## 9.07±2.12## *P<0.05 vs control group;**P<0.01 vs control group; #P<0.05 vs H2O2 group(group B); ##P<0.01 vs H2O2 group; H2O2100μmol/L作用2h后,血管內(nèi)皮細胞核內(nèi)ICAM-1mRNA含量顯著增高,B組與A組比較有顯著性差異(P<0.01),說明氧化損傷后內(nèi)皮細胞活化,通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo),ICAM-1基因表達顯著增強;銀杏黃酮低、高兩個濃度組(C組、D組)內(nèi)皮細胞核內(nèi)ICAM-1 mRNA含量逐漸減少,與B組比較有顯著差異,且C、D兩組間亦有統(tǒng)計學(xué)意義,說明銀杏黃酮劑量依賴性地減輕細胞氧化損傷,抑制細胞活化,減少ICAM-1 mRNA的表達;銀杏黃酮磷脂復(fù)合物低、高兩個濃度組(E組、F組)與B組比較有顯著性差異(P<0.01);分別與C、D組兩兩比較差別亦有顯著性,且E組與F組比較差別亦有顯著性(P<0.01), E組與D組間無顯著性差別(P>0.05),在基因水平證實了銀杏黃酮對血管內(nèi)皮細胞氧化損傷的保護作用以及其磷脂復(fù)合物的增效作用,并與免疫組化法測定各組ICAM-1在細胞膜上的表達結(jié)果相一致。 結(jié)果表明,氧化損傷后細胞活性下降、LDH釋放增多、MDA含量增高;銀杏黃酮及GFP能減輕細胞損傷,減少LDH釋放和MDA的生成,抑制NF-κB的活化,減少細胞ICAM-1表達,對過氧化氫所致血管內(nèi)皮細胞損傷有明顯保護作用,呈現(xiàn)劑量依賴性,且GFP作用明顯優(yōu)于銀杏黃酮。由此,我們得出如下結(jié)論:銀杏黃酮及GFP對過氧化氫所致的血管內(nèi)皮細胞有明顯的保護作用,且呈劑量依賴性,GFP效果優(yōu)于銀杏黃酮。其機理可能是通過減少氧自由基的產(chǎn)生,減輕細胞損傷,抑制NF-κB活化,減少ICAM-1在細胞膜的表達等發(fā)揮作用。 三、銀杏黃酮和GFP對缺血再灌注損傷大鼠內(nèi)皮功能的影響: 1、分組與給藥: 健康成年雄性Wistar大鼠40只,體重150-200g,隨機分為4組,每組10只。在造模前,每日灌胃1次,共灌胃14天。假手術(shù)組和模型組:以鼠正常飼料、普通飲水飼養(yǎng)70天。每日上午給予生理鹽水灌胃1ml/kg。銀杏黃酮組:每天上午給予銀杏黃酮乳劑灌胃90mg/kg;銀杏黃酮磷脂復(fù)合物組:每天上午給予銀杏黃酮磷脂復(fù)合物乳劑灌胃90mg/kg。 2、造模:按常規(guī)方法制備缺血再灌注損傷模型; 3、結(jié)果:1)銀杏黃酮及GFP對大鼠心肌再灌注血管內(nèi)皮ET1、PGI2和TXA2的影響,見表4; 表4 銀杏黃酮及GFP對缺血再灌注大鼠血清ET1、PGI2和TXA2的影響(`X±S, n=10) 組別 ET1 PGI2 TXA2 PGI2/ TXA2 假手術(shù)組 69.85±13.09 377.60±35.67 294.71±45.79 1.29±0.31 模型組 168.14±24.32* 206.86±34.72* 520.13±37.53* 0.39±0.05* 銀杏黃酮組 131.39±20.41# 259.18±63.63# 429.01±73.64# 0.66±0.21# GFP組 110.31±23.44**△ 307.99±42.33**△ 351.31±39.4**△ 0.89±0.18**△ 注:*與假手術(shù)組比較,P<0.01;#與模型組比較,P<0.05;**與模型組比較,P<0.01;△與銀杏黃酮組比較,P<0.05 從表4中可見,模型組各項指標與假手術(shù)組比較,均有顯著差異(P<0.01),表明缺血再灌注后血漿中縮血管物質(zhì)明顯升高,而擴血管物質(zhì)明顯降低,PGI2與TXA2的比例失調(diào),造模成功。兩藥物組各項指標與模型組相比,亦有顯著差異(分別為P<0.05, P<0.01),表明對大鼠預(yù)先給予藥物干預(yù)后,可明顯改善縮血管與擴血管物質(zhì)的比例失衡,從而達到保護血管內(nèi)皮的功能,而兩藥物組之間,亦有明顯差異(P<0.05),表明GFP對改善這種比例失衡的作用要比銀杏黃酮更強,保護血管內(nèi)皮的作用更好。 2)銀杏黃酮及GFP對大鼠心肌再灌注血管內(nèi)皮NO、SOD和MDA的影響,見表5; 表5 銀杏黃酮及GFP對大鼠心肌再灌注血管內(nèi)皮NO、SOD和MDA的影響 組別 NO MDA SOD 假手術(shù)組 32.37±8.21 4.71±1.09 176.23±29.98 模型組 103.74±25.42* 16.43±5.93* 98.90±12.64* 銀杏黃酮組 83.19±9.57# 12.12±2.26# 122.23±13.21# GFP組 63.51±8.79△ 8.29±2.55△ 144.23±15.13△ 注:*與假手術(shù)組比較,P<0.01;#與模型組比較,P<0.05;**與模型組比較,P<0.01;△與銀杏黃酮組比較,P<0.05 從表中可見,模型組各項指標與假手術(shù)組比較,均有顯著差異(P<0.01),表明缺血再灌注后自由基生成明顯增多,而自由基清除劑明顯減少。兩藥物組各項指標與模型組相比,亦有顯著差異(分別為P<0.05, P<0.01),表明對大鼠預(yù)先給予藥物干預(yù)后,可減少體內(nèi)自由基的生成,增強自由基清除劑的活性,從而減少自由基對血管內(nèi)皮的損傷。而兩藥物組之間,亦有明顯差異(P<0.05),說明GFP對減少自由基生成,增強抗氧化酶活性的作用要比銀杏黃酮更強,從而說明其保護血管內(nèi)皮的作用更好。 根據(jù)上述實驗結(jié)果,我們得出如下結(jié)論: 一、對過氧化氫所致血管EC損傷的保護作用 1、銀杏黃酮及GFP對過氧化氫導(dǎo)致的EC損傷有保護作用,其機制可能是直接清除過氧自由基、提高細胞抗氧化能力、抑制炎癥反應(yīng)的信號通路NF-кB活化及炎癥相關(guān)基因ICAM-1的表達; 2、GFP效果優(yōu)于銀杏黃酮,與其提高銀杏黃酮的溶解度,增加與生物膜的親和性從而提高其生物利用度有關(guān); 3、銀杏黃酮及GFP對過氧化氫導(dǎo)致的內(nèi)皮細胞損傷有保護作用在一定濃度范圍內(nèi)有劑量依賴性。 二、抑制大鼠AS的作用 1、GFP可能通過抑制NF-?B的活化進而抑制iNOS、NO、TNF-α等相關(guān)因子的表達增強來抑制AS病變的發(fā)生發(fā)展;結(jié)果表明,GFP抗AS作用強于銀杏黃酮; 2、免疫組化實驗表明,銀杏黃酮和GFP可以抑制高脂血癥引起的主動脈壁ICAM-1基因的蛋白表達;GFP的作用明顯優(yōu)于銀杏黃酮。

作品圖片

  • 銀杏黃酮及GFP抗動脈粥樣硬化作用研究
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作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目的:研究銀杏黃酮磷脂復(fù)合物(GFP)對過氧化氫所致血管內(nèi)皮細胞損傷的保護作用,在分子水平探討藥物的作用機制,為開發(fā)新一代治療缺血性心、腦血管疾病藥物提供理論及實驗依據(jù)。思路:培養(yǎng)人臍靜脈內(nèi)皮細胞,用過氧化氫復(fù)制內(nèi)皮細胞氧化損傷模型,以銀杏黃酮為陽性對照藥物,用不同濃度的GFP預(yù)處理實驗組的內(nèi)皮細胞后,運用免疫組化、分子生物學(xué)等技術(shù)方法,觀察GFP對內(nèi)皮細胞氧化損傷的保護作用,并探討其作用機理。

科學(xué)性、先進性及獨特之處

1、臨床應(yīng)用證實,銀杏黃酮由于在體內(nèi)生物利用度低,半衰期短,治療結(jié)果尚不能令人滿意。據(jù)此,我們對銀杏黃酮進行結(jié)構(gòu)方面的改造和加工,制備了GFP,經(jīng)電鏡、紫外光譜、紅外光譜分析和藥代動力學(xué)參數(shù)測定表明,該復(fù)合物與銀杏黃酮和銀杏黃酮、磷脂的混合物明顯不同,證明銀杏黃酮與磷脂形成的是復(fù)合物,經(jīng)查新咨詢尚未見國內(nèi)外相關(guān)研究和文獻報道。2、我們研究結(jié)果表明,GFP抗AS作用明顯優(yōu)于銀杏黃酮。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

我們的初步研究結(jié)果表明,GFP抗AS作用明顯優(yōu)于銀杏黃酮。這為進一步探索黃酮類天然藥物抗AS作用的分子機理,研制和開發(fā)新一代黃酮類抗心腦血管疾病藥物提供了理論及實驗依據(jù),具有很大臨床應(yīng)用價值和廣闊市場前景。

學(xué)術(shù)論文摘要

目的:以銀杏黃酮為陽性對照藥物,觀察銀杏黃酮磷脂復(fù)合物(GFP)對H2O2所致血管內(nèi)皮細胞損傷的保護作用,在分子水平探討藥物的作用機制。方法:培養(yǎng)人臍靜脈內(nèi)皮細胞,用H2O2復(fù)制氧化損傷模型,用不同濃度的銀杏黃酮和GFP預(yù)處理實驗組的內(nèi)皮細胞16h后,H2O2 100umol/L孵育2h。然后MTT法檢測各組內(nèi)皮細胞的活性;試劑盒檢測細胞LDH的釋放率及培養(yǎng)液中MDA含量;利用免疫組化觀察血管細胞粘附分子(ICAM-1)和核因子κB(NF-κB)在不同組的表達量;RT-PCR觀察ICAM-1在不同組的表達差異。結(jié)果:氧化損傷后細胞活性下降、LDH釋放增多、MDA含量增高;銀杏黃酮及GFP能減輕細胞損傷,減少LDH釋放和MDA的生成,抑制NF-κB的活化,減少細胞ICAM-1表達,對H2O2所致內(nèi)皮細胞損傷有明顯保護作用,呈現(xiàn)劑量依賴性,且GFP作用明顯優(yōu)于銀杏黃酮。結(jié)論:銀杏黃酮及GFP對過氧化氫所致的血管內(nèi)皮細胞有明顯的保護作用,且呈劑量依賴性,GFP效果優(yōu)于銀杏黃酮。其機理可能是通過減少氧自由基的產(chǎn)生,減輕細胞損傷,抑制NF-κB活化,減少ICAM-1在細胞膜的表達等發(fā)揮作用。

獲獎情況

1、論文《銀杏黃酮及GFP對血管內(nèi)皮細胞氧化損傷的保護作用研究》已被《山東醫(yī)藥》雜志接受; 2、論文《銀杏黃酮及GFP抗動脈粥樣硬化作用研究》已被濰坊醫(yī)學(xué)院學(xué)報接受。

鑒定結(jié)果

該項目有一定創(chuàng)新性,設(shè)計合理,技術(shù)路線嚴謹,技術(shù)資料完整,實驗數(shù)據(jù)準確,國內(nèi)未查到與本項目查新點相同的研究報道。綜合評審達國內(nèi)領(lǐng)先水平。 建議對GFP的臨床應(yīng)用進行深入的研究。

參考文獻

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同類課題研究水平概述

動脈粥樣硬化(AS)是缺血性心、腦血管疾病發(fā)生的病理學(xué)基礎(chǔ),其并發(fā)癥是導(dǎo)致我國中、老年人死亡的主要原因之一。目前臨床上用于治療心腦血管疾病的藥物較多,但普遍存在選擇性差、毒副作用較大等缺點。因此,尋求高效、低毒的心腦血管疾病治療藥物仍是新藥創(chuàng)制的重點領(lǐng)域之一。 銀杏黃酮的研究和應(yīng)用在我國已有多年歷史,藥理作用明確,在治療缺血性心腦血管疾病和呼吸系統(tǒng)疾病等方面療效顯著,并得到了世界范圍的認可。然而,藥代動力學(xué)研究表明,銀杏黃酮在體內(nèi)生物利用度低,半衰期短 (t1/2= 2.1hr),其治療結(jié)果尚不能令人滿意。據(jù)此,我們對銀杏黃酮進行結(jié)構(gòu)方面的改造和加工,以銀杏黃酮為先導(dǎo)化合物,引入了具有乳化劑作用、促進脂類代謝、改善生物膜結(jié)構(gòu)和功能作用的天然植物磷脂,制備了銀杏磷脂復(fù)合物(ginkgo-flavone phytosomes , GFP ),經(jīng)電鏡、紫外光譜、紅外光譜分析和藥代動力學(xué)參數(shù)測定表明,該復(fù)合物與銀杏黃酮和銀杏黃酮、磷脂的混合物明顯不同,證明銀杏黃酮與磷脂形成的是復(fù)合物,經(jīng)查新咨詢未見報道。 為進一步探討GFP抗AS作用的機理,利用多種技術(shù)和方法,在細胞及分子水平,以銀杏黃酮為陽性對照,對GFP抗AS作用機理進行了以下較為系統(tǒng)的研究:①血管內(nèi)皮細胞(EC)氧化損傷的保護作用:培養(yǎng)人臍靜脈內(nèi)皮細胞,制備內(nèi)皮細胞(EC)氧化損傷模型,檢測EC活性、LDH和MDA水平,NF-κB和ICAM-I表達;②大鼠心肌再灌注血管內(nèi)皮損傷的保護作用:健康Wister大鼠隨機分為假手術(shù)組,模型組,銀杏黃酮保護組及GFP保護組,檢測各組ET1、PGI2、TXA2水平及血清NO、MDA水平及SOD活性;結(jié)果表明:①過氧化損傷后,血管EC活性降低,LDH釋放增多,MDA含量升高,銀杏黃酮磷脂復(fù)合物能明顯減輕EC損傷,提高EC抗氧化能力,并能抑制NF-κB活性,降低細胞膜表面ICAM-I的表達,對損傷EC有明顯保護作用,呈劑量依賴性,且GFP作用明顯優(yōu)于銀杏黃酮。②GFP對心肌再灌注大鼠可明顯降低血清NO及MDA含量,而使SOD活性增強,PGI2水平增高,亦使血清ET1、TXA2水平下降,且GFP作用明顯優(yōu)于銀杏黃酮。這為進一步探索黃酮類天然藥物抗AS作用的分子機理,研制和開發(fā)新一代黃酮類抗心腦血管疾病藥物提供了依據(jù),具有很大臨床應(yīng)用價值和廣闊市場前景。
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