辛伐他汀对急性心肌梗死大鼠心肌细胞因子表达与心室重塑的影响

摘要

急性心肌梗死(acutemyocardialinfarction，AMI)后左心室重塑(1eftventricularremodeling，LVR)是指AMI后左心室大小、形状、组织结构和心脏功能的动态演变过程，亦即梗死区心肌细胞的侧侧滑动(side-sideslippage)致室壁心肌的变薄、拉长，产生“膨出”即梗死扩展(infarctexpansion)和非梗死区室壁心肌的反应性肥厚、伸长，致左心室进行性扩张和球形变并伴随着心功能下降的病理生理过程。AMI后发生的LVR与临床上AMI合并的心脏破裂、真、假室壁瘤形成等严重并发症和心脏扩大、心力衰竭密切相关，是影响AMI患者近、远期预后的主要原因之一。 AMI引起巨噬细胞、单核细胞、中性粒细胞和淋巴细胞等炎症细胞迁移浸润到梗死区及其周围组织，触发心肌细胞信号转导系统，并刺激心脏自分泌和旁分泌系统，释放多种蛋白酶类，引起心肌局部炎症反应。心肌梗死激活交感神经系统和肾素-血管紧张素-醛固酮系统以及利钠肽系统；心肌梗死后心肌组织释放或者暴露出多种自身抗原，导致机体发生自身免疫反应。上述炎症细胞以及梗死区和非梗死区的心肌细胞和间质细胞受到这些因素的刺激大量释放具有损害性或者保护性的炎症细胞因子，这些细胞因子影响心肌梗死后心脏的重塑过程。 研究表明，炎症细胞因子参与AMI后的左心室重塑过程，抗炎症治疗有助于改善左心室重塑和心脏功能。羟甲基戊二酸单酰辅酶A(HMG-CoA)还原酶抑制剂(他汀类药物)影响炎症细胞因子的表达。我们假设，他汀类药物通过调节炎症细胞因子的产生，能够改善AMI大鼠早期左心室重塑和心脏功能。 第一部分辛伐他汀对急性心肌梗死大鼠心肌炎症细胞因子表达和心室重塑的影响 方法：结扎大鼠左冠状动脉前降支(LAD)构建AMI动物模型，存活大鼠分三组，心肌梗死对照组(MI-C)、辛伐他汀干预组(MI-S)和假手术组(Sham)；大鼠饲养4周，处死前二维超声心动图检测左心室舒张末期内径(LVEDd)、射血分数(EF)和短轴缩短率(FS)以及血流动力学检测心脏左心室收缩压(LVSP)、左心室舒张末压(LVEDP)、左心室压力最大升降率(±dp/dtmax)大小，以及心率(HR)、收缩压(SBP)和舒张压(DBP)。然后，大鼠麻醉后注入10％KCl2～3ml，使心脏停搏于舒张期，开胸取出心脏，于左心室长轴中点垂直于长轴处将心脏分为心尖半和心底半，一半放于冻存管中置于-70℃冰箱中拟用于RT-PCR，WesternBlot分析各细胞因子的mRNA表达和蛋白质生成；另一半固定于4％多聚甲醛中，石蜡包埋连续切片(厚度3μm)，用于免疫组织化学染色检查各细胞因子蛋白质定位；具体包括①心肌总RNA抽提和半定量RT-PCR检测细胞因子表达，②Westernblotting检测心肌组织细胞因子蛋白表达，③免疫组化心肌组织细胞因子分泌定位和半定量检测；对上述实验数据进行统计学处理。 结果：①同Sham组相比，MI-C组动物LVEDd显著增加(P＜0.01)、FS明显降低(P＜0.01)以及EF下降(P＜0.01)；同MI-C组相比，辛伐他汀显著减轻LV扩张、改善LV功能(P＜0.05)；②同sham组相比，MI-C组LVEDP显著增加(P＜0.01)，SBP、DBP、LVSP和±dp/dtmax显著下降(P＜0.05)，然而HR无变化。同MI-C组相比，MI-S组动物LVEDP显著降低(P＜0.05)，且±dp/dtmax明显增加(P＜0.05)，HR、SBP、DBP和LVSP无显著差异(P＞0.05)；③RT-PCR法检测各组细胞因子mRNA表达显示：3组术后4周梗死区和非梗死区都有TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10的基因表达。在心肌梗死的两组中，每种细胞因子mRNA的表达都显著增加(P＜0.01)。同MI-C组相比，MI-S组的TNF-α、IL-1β和IL-6的mRNA的表达都显著下降(P＜0.01)，而IL-10的mRNA表达显著增加(P＜0.05)；④术后4周westernblot检测半定量结果显示，TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10蛋白质的产生量与上述mRNA的表达量相一致，而且以相似的方式进行调节；⑤术后4周心脏切片免疫组化染色检测TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10蛋白质分布显示，这些细胞因子蛋白质主要位于非梗死区的心肌细胞内和梗死区存活的心肌细胞内。辛伐他汀治疗能够减少TNF-α、IL-1β和IL-6蛋白的生成量，而增加IL-10蛋白的产量，三组大鼠的血脂水平在实验前后比较无变化。 第二部分辛伐他汀对急性心肌梗死大鼠心肌重塑的影响 目的：探讨辛伐他汀对大鼠急性心肌梗死后心肌重塑的影响。 方法：结扎大鼠LAD复制AMI模型，随机分3组：辛伐他汀干预组(MI-S)、心肌梗死对照组(MI-C)和假手术组(Sham)。4周后处死动物，RT-PCR法检测左心室梗死区及非梗死区心肌MMP-2和MMP-9mRNA表达，明胶酶法测定左心室非梗死区心肌MMP-2和MMP-9活性，免疫组化染色法检测非梗死区心肌组织I型胶原含量。 结果：大鼠AMI后4周左心室心肌MMP-2和MMP-9mRNA表达及其活性均较Sham组明显升高(P＜0.05)，非梗死区I型胶原蛋白表达量明显增加，MI-S组上述指标较MI-C组显著降低(P＜0.05)，但仍高于sham组(P＜0.05)，三组血脂无显著性差异。辛伐他汀可减少大鼠MI后4周左心室心肌MMP-2和MMP-9的mRNA表达及其活性并减少非梗死区I型胶原沉积，此改变不依赖其降脂作用。 结论: 1.急性心肌梗死后心肌细胞发生炎症和免疫反应； 2.炎症和免疫参与心肌梗死后心室重塑； 3.辛伐他汀对心肌梗死后心脏炎症细胞因子表达、蛋白生成及心室重塑具有良好影响； 4.辛伐他汀可减少大鼠心肌梗死后4周左心室心肌MMP-2和MMP-9的mRNA表达及其活性； 5.调理免疫反应有助于大鼠急性心肌梗死后的心肌组织修复，强力抑制免疫反应不利于心肌梗死后心肌修复； 6.辛伐他汀改善大鼠急性心肌梗死后的左心室重塑和心脏功能，部分机制与其降低致炎症细胞因子、升高心肌细胞内抗炎症细胞因子以及基质金属蛋白酶的活性表达有关，而与他汀类的降低胆固醇作用无关。

目录

前言

第一部分辛伐他汀改善大鼠心肌梗死后炎症细胞因子介导的心室重塑

材料和方法

结果

讨论

参考文献

第一部分附图

第二部分辛伐他汀对急性心肌梗死大鼠心肌重塑的影响

资料与方法

结果

讨论

参考文献

第二部分附图

第三部分综述

综述一：心肌梗死后心脏重塑的机制及其防治的研究现状

1.心肌梗死后心室重塑的机制

2.心肌梗死后心室重塑的干预

3.未来的临床研究和治疗

参考文献

综述二：他汀类药物的多效性研究进展

1.他汀类药物减少或消除炎症反应

2.他汀类药物改善内皮细胞功能

3.他汀类药物抑制粥样硬化进展

4.他汀类药物对血管平滑肌增生的影响

5.他汀类药物对凝血机制的影响

6.他汀类药物抗血小析聚集作用

7.他汀类药物对斑块稳定性的影响

8.他汀类药物改善心肌肥厚

9.他汀类药物抗骨质疏松作用

10.他洒类药物拮抗炎症细胞因子

参考文献

第四部分 博士研究生在读期间发表的论著和获奖情况

致谢