环氧化酶-2及其特异性抑制剂在大鼠心室重构中的作用

摘要

背景和目的:近年来，慢性心力衰竭的发病率和死亡率呈上升趋势，心力衰竭的防治更是21世纪世界心脏病学家面临的重要挑战。大量的研究证实心室重构是心力衰竭发生发展的基本机制，而心室重构中的心肌肥厚是独立的心血管疾病危险因素。因此逆转心肌肥厚对预防心力衰竭的发展，降低死亡率有更深远的意义。然而，目前对于心力衰竭的治疗更多的是对症处理，并没有可以逆转心肌肥厚的特效药物。已有大量研究显示炎症参与了心肌肥厚、心室重构、心力衰竭的发生发展，炎症标记物（如TNF-α、TGF-β、CRP、UA等）的含量在肥厚心肌中会显著增加；Smad1/2/3对心室重构有促进作用，并认为TGF-β-SMADs通路可能参与了心室重构的病理生理过程。既往有研究发现，COX-2参与了心肌肥厚、心室重构、心力衰竭的过程。近年有学者通过初步实验发现，COX-2抑制剂则可以有效遏制大鼠在长期高钠情况下所出现的收缩压升高和心室肥厚，并降低炎症细胞因子水平，可能对心室重构的抑制有一定益处，但其确切效应如何尚不得而知。本项研究旨在：①通过研究大鼠压力负荷性心肌肥厚发生发展过程中两个时间点COX-2表达的变化，从而探索COX-2在心室重构过程中的作用；②通过测定使用特异性COX-2抑制剂Celecoxib后，大鼠心肌组织中Smad1/2/3蛋白表达的变化、心肌胶原容积百分比的变化以及血液中炎症标记物的表达变化而研究特异性COX-2抑制剂Celecoxib对心肌肥厚、心室重构、心力衰竭的干预作用。 方法:将68只雄性SD大鼠随机分成5组：假手术组、手术20周组、Celecoxib20周组、手术24周组、Celecoxib24周组。其中假手术组8只，其余各组均15只。手术组及Celecoxib组均按照腹主动脉缩窄法制作压力负荷性心肌肥厚大鼠模型；Celecoxib组在造模16周后，用Celecoxib10mg/kg，均匀混入饲料中喂服Celecoxib组大鼠，分别连续4周和8周。在造模16周后，每组随机抽取3只大鼠行彩色多普勒超声心动图检查了解心肌肥厚情况。在造模20周及24周时，进行彩色多普勒超声心动图检查，测定室间隔厚度（IVS）、左心室后壁厚度（LVPW）以及左心室舒张末期内径（LVDD）和收缩末期内径（LVSD）等指标，并计算左心室短轴缩短率（LV-FS）和射血分数（EF）；之后麻醉大鼠，开胸暴露心脏，并穿刺左心室取血5ml作炎症标记物TNF-α、TGF-β、PGE2、CRP、UA检测；再取心脏，分离左室游离壁和室间隔作为左室质量，计算左室质量指数（LVMI），即左室质量与大鼠体重的比值[LVM（mg）/BW（g）]。同时计算心脏质量/体重比值。称重后，取左心室的一半（纵切）置入含中性福尔马林的标本瓶内固定待作病理；另外一半置入干净标本瓶内-70℃冻存待作Smad1/2/3的Western Blot检测。留取的心脏病理标本经石蜡包埋切片后，行Masson染色（纤维结缔组织特殊染色法）并行心肌胶原形态学观察及分析，计算胶原容积百分比（CVF）、左室心肌胶原容积百分比（CVF-T）、无冠状动脉小血管胶原容积百分比（CVF-NV）；行免疫组织化学染色，观察COX-2在各组大鼠心肌组织中的表达；-70℃冻存的心脏组织根据免疫组化定位取部分组织匀浆后按照Western Blot方法检测Smad1/2/3蛋白的变化。 结果: （1）大鼠死亡情况：假手术组大鼠未出现死亡，而且活动、进食、饮水、皮毛、精神等情况均较手术组大鼠好；使用Celecoxib后，大鼠精神状态、毛色、活动、进食等情况也较手术组大鼠佳。手术20周组、Celecoxib20周组、手术24周组、Celecoxib24周组大鼠死亡数量分别是：6只、6只、7只、5只。 （2）彩色多普勒超声心动图检查结果：手术20周组及24周组的IVS-d、LVPW-d明显高于假手术组；手术20周组的FS以及手术24周组的CO、EF、FS均明显低于假手术组；手术24周组的LVPW-s、LVDD以及Celecoxib20周组的IVS-d均高于假手术组；手术20周组的CO、Sv、EF、手术24周组的sv以及Celecoxib20周组的FS低于假手术组；手术20周组的LVPW-s、LVDD、LVSD以及手术24周组的LVSD与假手术组的差异没有统计学意义；Celecoxib24周组的IVS-d、IVS-s、LVPW-s均低于手术24周组；Celecoxib24周组的EF、FS明显高于手术24周组，而指标CO、Sv则高于手术24周组；Celecoxib20周组的各指标与手术20周组的差异没有统计学意义；Celecoxib24周组的LVPW-d、LVDD、LVSD与手术24周组的差异没有统计学意义。 （3）各组大鼠的左室质量指数（LVMI）：手术20周组及24周组的LVMI及心脏重/体重比值高于假手术组，而Celecoxib24周组的LVMI及心脏重/体重比值低于手术组。 （4）病理改变：光镜下，与假手术组比较，手术心肌细胞出现肥大，心肌细胞被大量染成绿/蓝色的胶原包围，彼此隔离，肌纤维排列紊乱或断裂；心肌内胶原增多，室间隔、心内膜下沉积最多，沿心外膜方向逐渐减少，小血管周围胶原沉积较多，心肌间质教员相对较少。Celecoxib组心肌内胶原减少。用彩色病理图文分析系统在400倍下行已染色病理切片图像处理后，计算含冠状动脉小血管视野的左室心肌总胶原容积百分比（CVF-V）、无冠状动脉小血管视野胶原容积百分比（CVF-NV），发现手术20周组、手术24周组的CVF-T、CVF-NV均较假手术组有明显升高； Celecoxib组的CVF-T、CVF-NV均较同期手术组有明显降低。400倍光镜下，可见手术20周组COX-2表达较假手术组增加，免疫反应性增强，手术24周组变化更明显；Celecoxib20周组COX-2表达较手术组少，免疫反应性减弱，但较假手术组有增加，Celecoxib24周组变化更明显。 （5）炎症标记物变化：手术组20和24周TNF-α、PGE2、CRP、UA较假手术组均有升高（其中TNF-α、PGE2的P<0.01，CRP、UA的P<0.05）；手术+Celecoxib24周组TNF-α、TGF-β、PGE2、CRP、UA均较手术组有下降（其中TNF-α、PGE2、UA的P<0.01，CRP的P<0.05）。 （6）各组大鼠Smad1/2/3蛋白表达情况：手术20周组的Smad1/2/3蛋白表达量高于假手术组，手术24周组的Smad1/2/3蛋白表达量明显高于假手术组；Celecoxib20周组的Smad1/2/3蛋白表达量低于手术20周组，Celecoxib24周组的Smad1/2/3蛋白表达量明显低于手术24周组。 结论: （1）环氧化酶-2（COX-2）参与了心室重构、心力衰竭的发生和发展。 （2）心肌肥厚、心室重构的发生和发展与炎症、心肌纤维化密切相关，并涉及Smad1/2/3的表达上调。 （3）特异性COX-2抑制剂Celecoxib可能可以影响心室重构发展，可能与抑制COX-2的表达、抗炎症细胞因子、抗心肌纤维化、下调Smad1/2/3蛋白的表达等有关。

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结 论

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综述 特异性COX-2抑制剂的心血管效应研究进展

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