G-CSFR在心肌梗死后表达变化及G-CSF干预大鼠亚急性期心肌梗死的实验研究

摘要

近期的研究表明，G-CSF对心肌缺血再灌注损伤有一定的心肌保护作用，G-CSF的作用可能由两条途径介导：一是心肌细胞膜上的G-CSFR；二是增加动员骨髓干细胞。G-CSF对亚急性期心肌梗死的干预作用及其机制目前尚无报道。本研究通过探索心肌梗死后大鼠心肌组织G-CSF的表达变化与G-CSFR分布及量的变化，以期寻找在心肌梗死亚急性期进行G-CSF干预的依据。 第一部分G-CSF及G-CSFR在大鼠急性心肌梗死后的表达变化 方法：结扎Sprague-Dawley大鼠冠脉前降支，构建心肌梗死模型，通过逆转录聚合酶链式反应(reverse transcription PCR，RT-PCR)检测梗死心肌G-CSF在不同时间点(Oh，6h，12h，1d，3d和7d)的mRNA表达变化。同时，采用免疫组织化学技术了解G-CSFR在梗死后心肌组织的定位，并通过免疫印记法检测G-CSFR在不同时间点(1d，3d，5d和7d)的蛋白表达变化规律。 结果：心肌梗死后6小时，G-CSF在梗死区域心肌组织内的表达开始增加，在梗死后12小时达峰值，1天后逐渐下降至正常水平。免疫组化检测结果显示G-CSFR在心肌梗死后1天仅定位于非梗死区域，3天后则逐渐在梗死区域出现阳性染色。免疫印记结果显示，随梗死时间延长在梗死区域G-CSFR表达增加，并在梗死后第5天达峰值。 结论：G-CSF在梗死后心肌组织表达增加，梗死区域可能通过损伤局部G-CSF的表达变化与骨髓形成信息交流。G-CSFR的表达变化较G-CSF稍滞后，心肌梗死后G-CSFR在梗死区域呈现的表达变化规律，为在心肌梗死亚急性期进行G-CSF干预提供了依据。 心肌梗死后，经过心肌坏死，炎性细胞侵入，肉芽组织阶段，最终形成纤维瘢痕。肉芽组织中心肌成纤维母细胞(cardiacmyofibroblasts，CMF)的凋亡在心肌梗死的修复进程中起着关键作用。在第一部分的研究中发现G-CSFR在梗死组织表达增加，本部分将通过体外培养心肌成纤维细胞(cardiac fibroblasts，CF)及CMF，观察CF及CMF是否存在G-CSFR的表达，并了解G-CSF对它们迁移与凋亡的影响；构建大鼠心梗模型，观察肉芽组织的演变过程，间质细胞衍生因子(stromal-cell-deftved factor，SDF-1)与CMF的定位关系；进一步通过体外实验，观察G-CSF对CMF中SDF-1表达的影响。 第二部分G-CSF对CMF凋亡、SDF-1表达及CF迁移的影响 方法：建立大鼠心肌梗死模型，通过免疫组化方法观察梗死区不同时间点α-SMA阳性表达情况。通过免疫双荧光方法观察α-SMA与SDF-1在心肌梗死后的表达定位。进行CF及心梗后肉芽组织内CMF的体外培养，用RT-PCR．及免疫细胞化学法检测有无G-CSFR的表达，并观察G-CSF对CF细胞迁移、CMF凋亡和SDF-1表达的影响。 结果：心肌梗死后α-SMA阳性表达逐渐增多，至7d达高峰。免疫双荧光提示α-SMA<'+>与SDF-1<'+>共定位于CMF细胞。体外培养发现，CF及CMF细胞均存在G-CSFR表达。此外，G-CSF能有效抑制H<,2>O<,2>诱导的CMF细胞凋亡，增加CMF中SDF-1表达，并增加CF的迁移能力。 结论：首次发现G-CSFR在CMF细胞表达；G-CSF减少CMF的凋亡，增加CMF中SDF-1的表达，并增加CF的迁移能力；G-CSF可能通过上述作用改善亚急性期心肌梗死的心室重构。 在前面的研究中发现，G-CSFR在梗死区域表达增加，在体外，G-CSF能明显抑制CMF凋亡，促进CF迁移，增加CMF分泌SDF-1。本部分我们将在体情况下研究G-CSF干预亚急性期心肌梗死的作用，并进一步探讨G-CSF对亚急性期心肌梗死的潜在作用机制。 第三部分G-CSF干预大鼠亚急性期心肌梗死的实验研究 方法：建立大鼠心肌梗死模型，随机分为干预组(T)和对照组(C)，分别在梗死后3天经腹腔注射G-CSF(25 μg/kg/d)或等量生理盐水，连续注射5天。分别在以下三个时间点处死大鼠进行相关检测：1、梗死后八天(Tn=4，Cn=4)，免疫印迹观测SDF-1在两组中梗死区域的表达变化；2、梗死后10天(Tn=5，Cn=5)，取心脏组织切片，行Tunel及Brdu免疫组织化学检测，观察两组中梗死区域细胞凋亡及增殖情况，并用免疫印迹法检测抗凋亡蛋白Bcl-2的表达变化；3、梗死后4周(Tn=5，Cn=6)，分别观察大鼠非梗死区域心肌细胞直径，梗死区细胞α-SMA阳性率，细胞数量，胶原形成及梗死周边的血管生成情况，以评价心室重构情况。 结果：梗死后8天，G-CSF干预组梗死区SDF-1表达明显高于对照组；梗死后2周，G-CSF干预组梗死区域细胞凋亡率明显低于对照组，而细胞增殖及Bcl-2表达水平较对照组高；梗死后4周，干预组非梗死区心肌细胞直径、胶原形成较对照组减少，而梗死区细胞数量，梗死周边血管数量及α-SMA阳性区域较对照组增加。 结论： G-CSF干预亚急性期心梗可通过减少梗死区细胞凋亡，增加梗死周边区域血管生成改善心肌梗死后心室重构，增加梗死组织SDF-1的表可能是G-CSF促血管生成的机制之一。

目录

论文说明：中英文缩略词

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前言

第一部分中文摘要

第一部分英文摘要

第二部分中文摘要

第二部分英文摘要

第三部分中文摘要

第三部分英文摘要

第一部分G-CSF及G-CSFR在大鼠急性心肌梗死后的表达变化

材料与方法

实验结果

讨论

小结

参考文献

第二部分G-CSF对CMF凋亡、SDF-1表达及CF迁移的影响

材料与方法

实验结果

讨论

小结

参考文献

第三部分G-CSF干预大鼠亚急性期心肌梗死的实验研究

材料与方法

实验结果

讨论

小结

参考文献

全文总结

综述：粒细胞集落刺激因子的心脏保护作用研究进展

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