硫化氢调控JAK2/STAT3通路抑制细胞凋亡改善尿毒症大鼠心肌纤维化

摘要

目的：尿毒症心肌病(uremic cardiomyopathy)是指肾功能衰竭时出现的心肌病变，大部分由慢性肾功能衰竭(chronic renal failure，CRF)导致，少数也可由急性肾功能衰竭引起。近年来，随着尿毒症患者生存期的延长，尿毒症导致的心肌损害日渐突出，心血管病变也已经成为尿毒症患者的首要死因，而心肌纤维化是尿毒症心肌病的特征性病理改变。硫化氢（Hydrogen sulfide,H2S）具有抗炎、减轻氧化应激、抑制凋亡等作用，H2S对心血管系统的保护作用已被大量研究所证实。本研究拟通过5/6肾切除构建尿毒症大鼠模型，予以H2S供体硫氢化钠（Sodium hydrosulfide,NaHS）干预，观察H2S对尿毒症大鼠心肌纤维化的影响，同时探讨其作用机制是否与调控JAK2/STAT3信号通路抑制细胞凋亡有关。 方法：40只雄性SD大鼠随机分成4组：假手术组（Sham组）、模型组（UCM组）、H2S干预组（UCM+H2S组）、H2S对照组（H2S组）。Sham组和H2S对照组行手术游离双侧肾脏，UCM组和UCM+H2S组行5/6肾切除术。术后大鼠休养1周，UCM+H2S组和H2S组大鼠每天接受腹腔注射NaHS溶液（50μmol/kg），Sham组和UCM组大鼠每天腹腔注射相同体积的生理盐水。8周后检测大鼠24小时尿蛋白定量，称量大鼠体重（BW），麻醉后完善心脏彩超检查，检测血清尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)值并处死大鼠，收取大鼠心脏，称量心脏重量（HW），计算心重指数（HW/BW）。酶联免疫吸附测定(Elisa)法检测各组大鼠心肌组织H2S浓度，Masson染色观察心肌间质纤维化程度，Tunel染色观察心肌细胞的凋亡情况，Western Blotting检测心肌组织纤维化相关蛋白、细胞凋亡相关蛋白及JAK2/STAT3信号通路的表达。 结果：1.尿蛋白定量：UCM组、UCM+H2S组尿蛋白定量、微量白蛋白较Sham组明显升高（P＜0.05）；与UCM组比较，UCM+H2S组尿蛋白定量、微量白蛋白定量有所下降（P＞0.05）。2.血尿素氮、肌酐值：UCM组、UCM+H2S组尿素氮、肌酐值较Sham组明显升高（P＜0.05）；与UCM组比较，UCM+H2S组尿素氮、肌酐值显著下降（P＜0.05）。3.大鼠心肌组织中H2S浓度：UCM组大鼠心肌组织中H2S浓度显著低于Sham组（P＜0.05）；UCM+H2S组大鼠心肌组织中H2S浓度对比UCM组大鼠显著升高（P＜0.05）。4.心脏彩超：与Sham组相比，UCM组大鼠室间隔显著增厚、EF值显著下降（P＜0.05）；与UCM组相比，UCM+H2S组大鼠室间隔厚度显著下降（P＜0.05），EF值增加不显著（P＞0.05）。5.BW、HW、BW/HW:各组大鼠的体重及心脏重量并无显著差异；与Sham组比较，UCM组的心重指数明显增加（P＜0.05）；与UCM组相比，UCM+H2S组的心重指数明显下降（P＜0.05）。6.Masson染色：UCM组大鼠心肌间质胶原沉积较Sham组显著增加；与UCM组比较，UCM+H2S组大鼠心肌组织纤维化程度明显减轻。7.纤维化相关蛋白表达：对比Sham组大鼠，UCM组大鼠心肌组织MMP2、MMP9、MMP17表达明显上调，TIMP1表达明显下调（P＜0.05）；对比UCM组大鼠，UCM+H2S组大鼠心肌组织MMP2、MMP9、MMP17表达明显下调，TIMP1表达明显上调（P＜0.05）。8.Tunel染色：UCM组大鼠心肌组织中凋亡细胞数量较Sham组明显增加；与UCM组相比，UCM+H2S组大鼠凋亡的心肌细胞数量明显减少。9.凋亡相关蛋白表达：与Sham组比较，UCM组大鼠心肌组织Caspase3、Caspase6、Bax蛋白表达明显上调（P＜0.05）；与UCM组比较，UCM+H2S组大鼠心肌组织Caspase3、Caspase6、Bax表达明显下调（P＜0.05）。10.JAK2/STAT3信号通路的表达：与Sham组比较，UCM组大鼠心肌组织JAK2、STAT3蛋白表达明显上调（P＜0.05）；与UCM组比较，UCM+H2S组大鼠心肌组织JAK2和STAT3蛋白表达明显下调（P＜0.05）。 结论：H2S可改善尿毒症大鼠心肌纤维化，其机制可能与下调JAK2/STAT3信号通路的表达从而抑制心肌细胞凋亡有关。

目录

声明

主要缩略词中英文索引

第1章 前 言

第2章 材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 主要仪器设备

2.1.2 主要试剂

2.1.3 实验动物

2.2 主要试剂的配制

2.2.1 NaHS溶液

2.2.2 10%过硫酸铵（AP）

2.2.3 电泳缓冲液

2.2.4 转移缓冲液

2.2.5 TBS缓冲液

2.2.6 TBST缓冲液

2.2.7 封闭液

2.2.8 10%分离胶（10ml）

2.2.9 5%浓缩胶（2ml）

2.2.10 10%水合氯醛

2.2.11 PBS溶液

2.3 实验方法

2.3.1 动物模型的建立及分组

2.3.2 H2S供体NaHS的处理

2.3.3 样本的采集处理

2.3.4 心肌组织Masson染色

2.3.5 Elisa法检测心肌组织H2S浓度

2.3.6 Tunel染色观察心肌细胞凋亡

2.3.7Western Blot检测心肌组织纤维化相关蛋白、凋亡相关蛋白以及JAK2/STAT3的表达

2.4 统计分析

第3章 结 果

3.1 24小时尿蛋白定量

3.2 血清尿素氮、肌酐值

3.3 各组大鼠心肌组织H2S浓度

3.4心脏彩超

3.5 大鼠体重(BW)、心脏重量(HW)及心脏重量指数(HW/BW)

3.6 各组大鼠心肌组织Masson染色结果

3.7 各组大鼠心肌MMPs及TIMP1的表达

3.8 各组大鼠心肌组织Tunel染色结果

3.9 各组大鼠心肌组织Caspase3、Caspase6和Bax的表达

3.10 各组大鼠心肌组织JAK2、STAT3蛋白的表达

第4章 讨 论

4.1 心肌纤维化在UCM发展中的作用

4.2 H2S可改善尿毒症大鼠心肌纤维化

4.3 H2S改善尿毒症大鼠心肌纤维化的机制

第5章 结 论

参考文献

综述:JAK2/STAT3信号通路在相关疾病中的调控机制

研究生期间发表的学术论文

致谢