卡维地洛对病毒性心肌炎小鼠p38MAPK、ERK1/2信号通路的影响

摘要

目的：观察p38丝裂原活化的蛋白激酶(p38mitogen-activatedproteinkinase，p38MAPK)、细胞外信号调节激酶(extracellularsignalregulatedkinase1/2，ERK1/2)信号通路在病毒性心肌炎(viralmyocarditis，VMC)小鼠中的动态变化及卡维地洛干预后的变化情况，并探讨卡维地洛可能的作用机制。 方法：选用188只清洁级近交系4-6周龄雄性Balb/C小鼠，随机分成4组，正常对照组(B组)8只，心肌炎对照组(C组)60只，卡维地洛干预组(K组)60只，美托洛尔干预组(M组)60只，C组、K组和M组小鼠腹腔接种0.1ml10-5.53·TCID50/ml的柯萨奇病毒B3(coxsackievirusesB3，CVB3)复制心肌炎模型；B组小鼠腹腔注射不含病毒的1640培养液0.1ml；定病毒接种日为第0天。K组、M组和C组小鼠于病毒接种后0.5h分别予卡维地洛(5mg/kg/12h)、美托洛尔(15mg/kg/12h)、生理盐水0.1ml灌胃，共14天；卡维地洛、美托洛尔在这两种药物剂量下具有等效的β，肾上腺素能受体阻滞作用。病毒接种后第1、3、7、14天C组、K组和M组各随机抽取8只小鼠，B组第14天取全部，留取血清及心脏标本。免疫组化、蛋白免疫印迹(Western-Bolt)法检测心肌组织中磷酸化p38MAPK、ERK1/2含量；光镜观察心肌组织病理学改变，Rezkalla法计算炎症积分；化学发光免疫法检测血清心肌肌钙蛋白I(cardiactroponinI，cTn-I)水平；ELISA法检测血清白介素-1β(Interleukin-1β)含量。 结果： 1.心肌病理改变及炎症积分：B组未见炎症浸润。各心肌炎组小鼠感染CVB3后第1天心肌组织未见炎症浸润；第3天心肌内及小血管周围开始出现少量炎症细胞浸润，炎症积分也开始升高，K组最低(与C组比P＜0.05)；第7天，心肌纤维坏死崩解，周围有大量炎症细胞浸润，达炎症高峰，炎症积分也达峰值，K组低于C组和M组(P均＜0.05)，各心肌炎组组间有统计学差异(P＜0.05或P＜0.05)：第14天仍有炎症浸润，但较前减轻，K组炎症积分下降最明显(与C组比P＜0.05)。 2.小鼠死亡数量的变化：病毒接种后第4天小鼠开始死亡，C组、M组、K组死亡高峰分别在第8、9、10天，整个病程中各组死亡数分别为21只、19只和16只。B组小鼠无死亡。 3.血清cTn-I变化：病毒接种后第3天各心肌炎组小鼠血清cTn-I开始升高，K组低于C组和M组(P均＜0.01)：第7天达高峰，K组峰值最低，各心肌炎组组间差异有统计学意义(P均＜0.01)；第14天血清cTn-I水平较前明显降低，K组下降最显著(与C组比P＜0.05)。 4.血清IL-1β含量变化：B组小鼠IL-1β含量很低，甚至测不出。病毒接种后第1天各心肌炎组小鼠血清IL-1β含量开始升高，但K组低于C组(P＜0.05)；第3天、第7天升高至高峰平台期，K组峰值最低，各心肌炎组组间有统计学差异(P＜0.05或P＜0.01)；第14天IL-1β含量下降但仍高于B组水平(P＜0.01)，K组降低最明显(与C组比P＜0.05)。 5.磷酸化p38MAPKWestern-Blot结果：CVB3感染后第1天，各心肌炎组小鼠磷酸化p38MAPK含量开始升高，但K组低于C组和M组(P均＜0.05)；第3天达峰值，K组峰值最低，各心肌炎组组间有统计学差异(P均＜0.05)；第7天，C组磷酸化p38MAPK含量略高于B组水平(P＜0.01)，于第14天恢复至B组水平；K组、M组磷酸化p38MAPK含量于第7天恢复至B组水平。 6.磷酸化p38MAPK免疫组化结果：B组小鼠心肌细胞磷酸化p38MAPK表达呈弱阳性，各心肌炎组接种CVB3后第1天即出现磷酸化p38MAPK增加伴核转位，但各心肌炎组组间无统计学差异；第3天达高峰，K组表达低于C组(P＜0.05)；第7天均恢复至B组水平。 7.磷酸化ERK1/2Western-Blot结果：病毒性心肌炎ERK1/2信号通路呈双相激活。小鼠在病毒接种后第1天心肌磷酸化ERK1/2含量增加，K组增加不明显(与C组和M组比P＜0.01，P＜0.05)；第3天达高峰，K组峰值最低，各心肌炎组组间有统计学差异(P均＜0.01)；第7天各心肌炎组磷酸化ERK1/2含量均降至B组水平；第14天表达复增加，K组低于C组和M组(P均＜0.01)。 8.磷酸化ERK1/2免疫组化结果：B组心肌细胞磷酸化ERK1/2表达呈弱阳性。各心肌炎组小鼠在病毒接种后第1天ERK1/2明显磷酸化伴核转位，K组表达量最少，各心肌炎组组间有统计学差异(P＜0.05或P＜0.01)；第3天达高峰，K组峰值最低，各心肌炎组组间也有统计学差异(P＜0.01或P＜0.05)；第7天均降至B组水平；第14天表达复增强，K组低于C组和M组(P＜0.05，P＜0.01)。 9.相关分析结果：心肌组织磷酸化p38MAPK和磷酸化ERK1/2存在正相关(western-blot结果)(r=0.439，p＜0.01，n=39)；心肌组织磷酸化p38MAPK(western-blot结果)和血清cTn-I间存在正相关(r=0.469，p＜0.01，n=39)；心肌组织磷酸化p38MAPK(western-blot结果)和血清IL-1β间存在正相关(r=0.658，p＜0.01，n=39)；心肌组织磷酸化ERK1/2(western-blot结果)和血清IL-1β间存在正相关(r=0.332，p=0.039，n=39)。 结论： 1.病毒性心肌炎小鼠存在p38MAPK和ERK1/2信号通路活化。 2.卡维地洛、美托洛尔均可通过抑制p38MAPK和ERK1/2信号通路活化对病毒性心肌炎起保护作用。 3.卡维地洛对病毒性心肌炎的保护作用比美托洛尔更有效。

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综述：卡维地洛治疗病毒性心肌炎机制的研究进展