前列腺素E1预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤NF-κB及ICAM-1表达的影响

摘要

近年来,随着心肌梗死后溶栓治疗、冠状动脉搭桥术、经皮冠脉腔内成形术等心脏介入性治疗的广泛开展,为挽救缺血心肌、缩小心肌梗死面积、改善患者临床症状起到了良好的效果。然而由此带来的心肌缺血再灌注损伤(MIRI)成为影响手术效果及病人预后的关键因素,如何减轻缺血再灌注损伤(IRI)成为亟待解决的问题。PGEI具有抑制血小板聚集、血栓素A2生成、动脉粥样脂质斑块及免疫复合物形成的作用,并能扩张外周和冠脉血管。本课题组曾对PGE1保护心肌的作用做了大量的实验研究,证实其可以改善缺血再灌注心肌血流动力学；有效减少心肌细胞CPK和LDH的漏出,减轻心肌细胞超微结构的损伤；增强再灌注心肌SOD活性,减少MDA的生成,通过抗心肌脂质过氧化途径有效减轻MIRI；促进bcl-2蛋白表达,抑制bax蛋白表达,明显抑制缺氧复氧心肌细胞的凋亡；提高心肌内Gαq／11的含量,促进KATP通道开放,减轻钙超载；促进PKC和HSP的表达,提高细胞的应激反应能力,保护缺血再灌注心肌。然而,对于PGE1预处理在大鼠离体心肌缺血再灌注损伤中NF-κB和ICAM-1的表达所介导的炎症损伤以及NF-κB和ICAM-1之间的联系,尚未见报道。因此,本实验通过Western blot技术和免疫组化方法观察NF-κB和ICAM-1在缺血再灌注心肌中的表达规律,探讨其在PGE1预处理对大鼠离体心肌缺血再灌注损伤中的作用,为PGE1作为药理性预适应(PPC)的有效药物在防治心血管疾病方面的广泛应用提供理论依据。
　　 目的:
　　 采用Langendorff大鼠离体心脏灌流装置制备心肌缺血再灌注损伤模型,探讨PGE1预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤心肌细胞NF-κB及ICAM-1蛋白表达的影响,进一步从炎症信号通路揭示PGE1对心肌缺血再灌注损伤保护作用的可能机制。
　　 研究方法:
　　 成年健康SD大鼠,雌雄各半,体重250-300g,随机分为五组,每组8只:正常对照组、缺血再灌注组和PGE1小、中、大剂量(14μg／L、42μg／L、126μg／L)预处理组,每组先用正常台式液平衡灌流15min,正常对照组继续用正常台式液持续灌流3h；缺血再灌注组用正常台式液灌流30min后停灌30min,然后再用正常台式液灌流2h；PGE1各剂量(14μg／L、42μg／L、126μg／L)预处理组以正常台式液平衡灌流15min后换用含不同剂量PGE1的正常台式液灌流30min,停灌30min,以正常台式液再灌注2h。灌流结束后速取左心室前壁,分为两部分:一部分固定制备病理切片,HE染色观察大鼠心肌组织形态学的变化,并采用免疫组化法测定NF-κB及ICAM-1的表达变化；另一部分于液氮中冻存留做Western blot,半定量检测心肌细胞内NF-κB表达量的变化。结果应用SPSS17.0软件包进行单因素方差分析,数据以均数±标准差((x)±s)表示,组间比较采用LSD法,检验结果均取α=0.05作为检验水准。
　　 结果:
　　 1各组大鼠心肌组织形态学的变化
　　 光镜下观察,正常对照组心肌组织形态学未见异常改变,肌纤维完整,染色均匀,心肌细胞排列紧密,横纹清晰,间质未见血管扩张和炎性细胞浸润；缺血再灌注组大范围心肌纤维断裂、肿胀、坏死融合,染色不均匀,心肌细胞排列不规则,横纹消失,间质血管明显扩张和大量炎性细胞浸润；PGE1小剂量(14μg／L)预处理组较大范围心肌纤维断裂、肿胀,心肌细胞排列紊乱,部分横纹消失,间质有血管扩张和炎性细胞浸润,但程度较缺血再灌注组有所减轻；PGE1中剂量(42μg／L)预处理组心肌纤维肿胀,但少有断裂,间质血管扩张不明显,有少量炎性细胞浸润；PGE1大剂量(126μg／L)预处理组少许心肌纤维肿胀,无断裂,间质内未见血管扩张,偶有炎性细胞浸润,形态学近似于正常对照组。
　　 2免疫组化染色法测定各组大鼠心肌组织中NF-κB及ICAM-1的表达
　　 (1)缺血再灌注组心肌组织NF-κB的表达量为47.36±3.27,与正常对照组(19.99±4.59)相比,其表达量明显增加(P<0.05)。与缺血再灌注组相比,PGE1各剂量预处理组(14μg／L、42μg／L、126μg／L)心肌组织NF-κB的表达量明显减少,分别为39.29±2.63、30.49±3.24、24.41±4.00(P<0.05)。PGE1各剂量预处理组之间两两比较,均有统计学意义(P<0.05)。
　　 (2)缺血再灌注组心肌组织ICAM-1的表达量为50.26±7.04,与正常对照组(22.98±5.28)相比,其表达量明显增加(P<0.05)。与缺血再灌注组相比,PGE1各剂量预处理组(14μg／L、42μg／L、126μg／L)心肌组织ICAM-1的表达量明显减少,分别为42.28±4.69、34.96±4.01、29.51±4.82(P<0.05)。PGE1各剂量预处理组之间进行两两比较,均有统计学意义(P<0.05)。
　　 3 Western blot测定各组大鼠心肌组织中NF-κB的表达
　　 NF-κB在缺血再灌注组(0.842±0.016)的表达较正常对照组(0.278±0.015)明显增加(P<0.05)；与缺血再灌注组相比,PGE1各剂量预处理组(14μg／L、42μg／L、126μg／L)NF-κB的表达量依次减少,分别为0.682±0.023,0.527±0.019,0.390±0.015(P<0.05)。PGE1各剂量预处理组之间两两比较,均有统计学意义(P<0.05)。
　　 结论:
　　 1 PGE1预处理可以改善大鼠缺血再灌注心肌纤维形态学变化,有效减轻离体大鼠心肌缺血再灌注损伤。
　　 2 PGE1可能通过抑制NF-κB和ICAM-1的表达以减轻心肌组织中PMN介导的炎症反应,这可能是PGE1抗心肌缺血再灌注损伤的机制之一。
　　 3 NF-κB通过调控ICAM-1的表达在心肌缺血再灌注损伤中发挥作用。