促紅細胞生成素衍生肽減輕小鼠心肌缺血再灌注損傷的機制研究
本文關(guān)鍵詞:促紅細胞生成素衍生肽減輕小鼠心肌缺血再灌注損傷的機制研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:研究背景近年來隨著我國人口高齡化、高血壓、糖尿病、血脂異常、肥胖、體力活動不足、不合理飲食等冠心病主要危險因素的增加,冠心病的發(fā)病率持續(xù)上升并呈現(xiàn)年輕化趨勢。2012年《中國心血管病報告》數(shù)據(jù)顯示:2002年至2011年間我國冠心病死亡率呈上升態(tài)勢,2011年冠心病死亡率在城市為95.97/10萬,農(nóng)村為75.72/10萬,并表現(xiàn)為城市高于農(nóng)村,男性高于女性,而急性心肌梗死作為冠心病最為兇險的一種類型也表現(xiàn)出同樣的發(fā)病趨勢。對此如何及時有效的治療急性心肌梗死成為降低冠心病病死率、改善預(yù)后的關(guān)鍵。目前認為,早期成功的再灌注治療是挽救急性缺血心肌的關(guān)鍵。再灌注治療包括溶栓治療、經(jīng)皮冠脈介入治療、冠狀動脈旁路移植術(shù),可以減小心肌梗死面積,改善心肌功能,降低死亡率,成為急性心肌梗死的重要治療措施。然而,冠狀動脈在血供迅速改善的同時可造成嚴重的心肌損傷,即心肌缺血再灌注損傷myocardial ischemia reperfusion injury, MIRI),表現(xiàn)為嚴重的心律失常、內(nèi)皮功能障礙、心肌頓抑、細胞死亡等,減少了再灌注血流所帶來的獲益。因此,如何有效減輕這種損傷,使再灌注治療最大獲益成為急性心肌梗死治療的最大挑戰(zhàn)。促紅細胞生成素(erythropoietin, EPO)是一種主要由腎臟分泌的糖蛋白激素,因其良好的促進造血功能而廣泛應(yīng)用于臨床。近十年來體內(nèi)外大量的實驗證實EPO還可作為一種保護因子,作用于機體多種組織器官,包括神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、腎臟等,通過減少細胞凋亡、抗氧化、抑制炎癥反應(yīng)、促血管生長等發(fā)揮其組織保護作用。其中,EPO在心肌梗死、心力衰竭、心肌缺血再灌注損傷等模型中良好的心肌保護作用更是受到廣泛關(guān)注。但EPO需要大劑量才能發(fā)揮組織保護作用,會造成對骨髓造血系統(tǒng)的過度刺激,引起紅細胞、血小板增多,使血液粘度增加、循環(huán)阻力增大,增大高血壓和血栓形成的風(fēng)險。近年來幾個大型臨床研究中,EPO因血栓及高血壓等不良反應(yīng),使其臨床推廣受到限制。EPO有兩種受體亞型:同源二聚受體(EPOR)2和異二聚體復(fù)合物EPOR-βCR。EPO的促紅作用是由(EPOR)2受體介導(dǎo)的,而組織保護效應(yīng)是由EPOR-βCR受體介導(dǎo)的。研究證實,敲除βcR基因可完全消除EPO對神經(jīng)系統(tǒng)及心臟的組織保護作用;2008年Brines等根據(jù)這一特點,在與經(jīng)典的促紅受體(EPOR)2不結(jié)合的helix B段親水表面篩選了11個氨基酸(序列為:QEQLERALNSS),合成了螺旋B表面肽(helix B surface peptide, HBSP),即促紅細胞生成素衍生肽,并證實其具有神經(jīng)組織保護作用而無促進紅細胞生成的副作用。HBSP因其良好的臨床應(yīng)用前景而受到廣泛關(guān)注,其在各種病理生理條件下的作用被廣泛研究。有研究顯示,HBSP能顯著減輕小鼠腎臟缺血再灌注后腎小管上皮細胞損傷程度和凋亡水平。Ueba H等發(fā)現(xiàn)HBSP可以抑制TNF-a誘導(dǎo)的心肌細胞凋亡。Ahmet I等通過結(jié)扎前降支建立大鼠心梗后心衰模型,發(fā)現(xiàn)HBSP能夠減慢大鼠心梗后心室重塑和心衰的進程,改善心功能,并降低死亡率。另一項研究表明,HBSP能減輕大鼠心肌梗死中的心肌細胞凋亡和炎癥,減小心肌梗死面積,這一保護作用與ERK1/2, STAT3通路的激活有關(guān)。然而HBSP在心肌缺血再灌注損傷中是否起保護作用國外尚無相關(guān)報道,其作用機制尚不明確。本研究擬通過建立小鼠心肌缺血再灌注損傷模型,探討HBSP后處理在心肌缺血再灌注損傷中的作用及其可能機制,有望為HBSP的多種組織保護作用提出新的見解,為心肌缺血再灌注損傷的臨床防治提供新的理論依據(jù)。研究目的1.建立小鼠心肌缺血再灌注損傷模型,證實HBSP后處理在心肌缺血再灌注損傷中的作用。2.探索HBSP在小鼠MIRI中發(fā)揮心肌保護作用的可能機制。研究方法1.研究對象及實驗分組本實驗選用SPF級ICR小鼠(雄性,體重25-30g)為研究對象。小鼠被隨機分成4組:(1)假手術(shù)(sham)組:小鼠冠狀動脈前降支只穿線但不結(jié)扎,在穿線40min時予腹腔注射生理鹽水(10ml/kg);(2)缺血再灌注(MIRI)組:予行缺血再灌注處理,再灌前5min予腹腔注射生理鹽水(10ml/kg);(3) HBSP組:予行缺血再灌注處理,再灌前5min予腹腔注射HBSP (90μg/kg, 10ml/kg);(4) HBSP+PD98059組:予行缺血再灌注處理,再灌前20min予腹腔注射ERK1/2特異性阻斷劑PD98059 (1mg/kg),再灌前5min予腹腔注射HBSP (90μg/kg,10ml/kg)。2.小鼠MIRI模型的建立小鼠稱重后經(jīng)腹腔注射甲苯噻嗪(5mg/kg)及氯胺酮(100mg/kg)麻醉,仰臥位固定于手術(shù)臺上,連接肢體心電圖電極,描記標(biāo)準Ⅱ?qū)?lián)心電圖。經(jīng)口行氣管插管,連接小動物呼吸機。備皮并消毒后,經(jīng)胸骨左緣第3-4助間行開胸術(shù),暴露左心耳,在其下約1mm處,用8-0號縫線結(jié)扎冠狀動脈左前降支,可見結(jié)扎線以下心肌變白。心電圖實時監(jiān)測并記錄,ST段持續(xù)抬高說明造模成功,缺血45min后解除結(jié)扎線,再灌注120min。以ST段下移及缺血心肌漸恢復(fù)紅潤為再灌注成功標(biāo)志。3.小鼠心肌梗死面積的測定再灌注2h后,原位結(jié)扎左前降支,采用伊文氏藍和2,3,5—氯化三苯基四氮唑(TTC)雙染法檢測小鼠心肌梗死面積。缺血危險區(qū)(area at risk, AAR)為無藍染的區(qū)域,梗死區(qū)域為白色,存活心肌被染成磚紅色。用Image J圖像分析軟件測定心梗面積(infarct size, IS),計算危險區(qū)面積/左室面積(AAR/LV)及梗死面積/危險區(qū)面積(IS/AAR)的比值。4.血清LDH和CK的測定再灌注2h后,取心臟之前,經(jīng)心尖取血0.5-1.0m1,以3000r/min離心10mmin,取血清于-20℃中保存?zhèn)溆。采用ELISA法檢測各組乳酸脫氫酶(LDH)、磷酸肌酸激酶(CK)水平。5.心肌細胞凋亡的檢測再灌注2h后,取心臟固定、包埋、切片,采用TUNEL檢測試劑盒檢測心肌細胞凋亡率,以LSM710型激光掃描共聚焦顯微鏡觀察記錄結(jié)果。每只小鼠計數(shù)10個隨機高倍視野中TUNEL陽性細胞核數(shù)和總細胞核數(shù)。計算TUNEL陽性細胞核數(shù)占總細胞核數(shù)的百分比即為凋亡率。6.ERK1/2、磷酸化ERKl/2及cleaved caspase3表達的檢測再灌注2h后,取結(jié)扎線以下左室心肌,將心肌組織剪碎研磨,加入細胞裂解液,提取總蛋白。蛋白定量后,經(jīng)聚丙烯酰胺凝膠電泳后電轉(zhuǎn)至PVDF膜上,采用5%脫脂牛奶封閉1h后分別加入各自稀釋后的一抗,4℃共孵過夜,TBST洗膜兩次,分別加入相應(yīng)二抗(1:2000稀釋),37℃孵育1h, TBST洗膜三次后,進行化學(xué)發(fā)光顯影。采用Image pro plus 6.0軟件分析目標(biāo)條帶光密度值。研究結(jié)果1. HBSP后處理減少小鼠心肌缺血再灌注后心肌梗死面積再灌注2h后,與MIRI組相比,HBSP組心肌梗死面積明顯縮小,HBSP+PD98059組心梗面積較HBSP組有所增加[三組IS/AAR分別為(47.1±7.4)%、(24.2±3.8)%和(38.4±2.2)%,P0.05],說明HBSP后處理能夠減少小鼠MIRI后心肌梗死面積,而給予ERK1/2特異性阻斷劑PD98059后,HBSP的這種保護作用被部分抑制。各組AAR/LV無明顯差異(P0.05)。2. HBSP后處理減少小鼠心肌缺血再灌注后LDH和CK的釋放再灌注2h后,MIRI組LDH水平明顯高于sham組(878.2±133.0 vs.175.5±53.4U/L,P0.05);而HBSP組與MIRI組相比,LDH明顯降低(625.5±110.7vs.878.2±133.0U/L,P0.05); HBSP+PD98059組LDH較HBSP組有所升高(742±117.4 vs.625.5±110.7U/L, P0.05)。與sham組相比,MIRI組CK水平顯著升高(P0.05);而與MIRI組相比,HBSP組CK明顯降低(P0.05);HBSP+PD98059組CK較HBSP組有所升高(P0.05)。3. HBSP后處理減輕小鼠心肌缺血再灌注后的心肌細胞凋亡再灌注2小時后,與sham組相比,MIRI組心肌細胞凋亡率明顯升高(P0.05);而同MIRI組相比,HBSP組細胞凋亡率明顯降低(P0.05);HBSP+PD98059組細胞凋亡率較HBSP組增加(P0.05),四組的細胞凋亡率分別為(5.5±1.1)%、(29.4+5.1)%、(15.0±2.3)%和(21.8±2.5)%。4. HBSP后處理抑制小鼠心肌缺血再灌注后的cleaved caspase3的表達再灌注2h后,MIRI組cleaved caspase3表達較sham組顯著升高(1.75±0.21 vs.0.29±0.06,P0.05);而HBSP組與MIRI組相比,cleaved caspase3表達明顯降低(0.60±0.12vs.1.75±0.21,P0.05); HBSP+PD98059組cleaved caspase3表達較HBSP組有所升高(1.04±0.12 vs.0.60±0.12,P0.05)。5. HBSP后處理提高小鼠心肌缺血再灌注后ERK1/2的磷酸化水平再灌注2小時后,MIRI組磷酸化ERKl/2水平較sham組升高(P0.05);與MIRI組相比,HBSP可以上調(diào)磷酸化ERK1/2的表達(P0.05);而在給予ERKl/2特異性阻斷劑PD98059后,ERKl/2的磷酸化被顯著抑制(P0.05)。結(jié)論HBSP后處理可以減輕小鼠MIRI中的心肌細胞損傷,抑制心肌細胞凋亡,縮小心肌梗死面積,發(fā)揮心肌保護作用。其機制與ERK1/2通路的激活有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】:缺血再灌注損傷 促紅細胞生成素衍生肽 細胞凋亡 ERK1/2
【學(xué)位授予單位】:南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:R542.2
【目錄】:
- 摘要3-8
- ABSTRACT8-17
- 前言17-23
- 1.1 實驗對象與材料23-25
- 1.2 實驗方法25-43
- 1.3 結(jié)果43-49
- 1.4 討論49-54
- 全文總結(jié)54-55
- 參考文獻55-60
- 綜述60-68
- 參考文獻64-68
- 中英文縮略詞對照表68-69
- 攻讀學(xué)位期間成果69-70
- 致謝70-72
【共引文獻】
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本文關(guān)鍵詞:促紅細胞生成素衍生肽減輕小鼠心肌缺血再灌注損傷的機制研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:259996
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