武鑫玲,姜 娟
(1.鄭州人民醫(yī)院心血管內(nèi)科,鄭州 450053;2.北京大學(xué)人民醫(yī)院老年醫(yī)學(xué)科,北京 100044)
急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是心內(nèi)科常見疾病之一,預(yù)后較差,具有較高的病死率,給人們的健康帶來嚴重威脅。AMI是由于心臟的供血血管發(fā)生急性閉塞,影響相應(yīng)的心肌組織的血供而導(dǎo)致短時間內(nèi)出現(xiàn)缺血、缺氧,甚至發(fā)生壞死[1]。傳統(tǒng)觀點認為,AMI時心肌組織的損傷為不可逆。而最近研究表明,哺乳動物的心肌細胞在AMI時仍未退出細胞周期,因此仍具有再生能力[2-3]?;颊叩男呐K功能在AMI發(fā)生早期受到調(diào)節(jié)會發(fā)生心肌重構(gòu)。他汀類藥物是目前臨床降脂、降壓的常用藥物。研究顯示,他汀類藥物有助于改善心肌重構(gòu)。瑞舒伐他汀是一種他汀類藥物,具有穩(wěn)定冠狀動脈粥樣硬化斑塊、抗炎、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,從而發(fā)揮調(diào)節(jié)細胞增殖,保護心肌細胞的作用[4-5]。本研究通過AMI大白兔模型的建立,觀察他汀類藥物對兔AMI后心肌重構(gòu)的作用,并探索其中的作用機制,現(xiàn)將結(jié)果報道如下。
1.1材料
1.1.1儀器與試劑 HPSonos 5500超聲診斷系統(tǒng)(美國HP公司),美國ABI9700RT-PCR擴增儀(美國Thermo公司);瑞舒伐他汀(阿斯利康制藥有限公司,批準文號H20110563),基質(zhì)金屬蛋白(MMP)-2、-9、-10,骨膜蛋白(Perionstin蛋白)及轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β1兔多克隆抗體(美國BD公司)。
1.1.2實驗動物 大白兔,雄性,18個月齡,體質(zhì)量(2.41±0.11)kg,合格證號[SCXK(蘇)2007-0008],適應(yīng)性飼養(yǎng)1周,室溫,濕度45%~70%,自由進食飲水。
1.2方法
1.2.1造模與給藥方法 首先麻醉兔,于腹腔注射20%烏拉坦(0.4 mL/kg),固定兔子仰臥于手術(shù)臺上,將頸部及胸部被毛剪除,將頸部皮膚縱形剪開1.5~2.0 cm,對于皮下組織及肌肉進行分離,使氣管及其上甲狀腺腺體顯露;鈍性分離氣管并帶線,將絲線提起,于氣管環(huán)之間將氣管剪開半周,行氣管插管;對呼吸參數(shù),包括呼吸頻率、吸呼比及潮氣量進行調(diào)整;胸骨左緣3 mm將胸部皮膚縱形剪開約4 cm,對皮下、胸大肌與前鋸肌進行鈍性分離,對胸大肌及前鋸肌進行縫合、牽開,使肋骨及肋間肌顯露,將肋間肌于第3肋間逐步剪開,使胸膜顯露,于呼氣時刺破胸膜進入胸腔;撐開肋骨,顯露心臟;探查確定左心耳,結(jié)扎冠狀動脈左前降支近端,13 mm針Prolene線縫扎,出針,打結(jié),探查無出血后關(guān)胸,將一根吸引管留置于胸腔內(nèi),縫合肋間對術(shù)野進行消毒;對合胸大肌與前鋸肌并縫合,將胸腔積氣積液用針筒抽吸,將吸引管拔出;兔子蘇醒后,拔管,對氣道血塊及分泌物進行清理,氣管切口以Prolene線一針縫合,碘伏消毒術(shù)野,對合肌肉及皮下,縫合頸部切口。手術(shù)后24 h內(nèi)11只大白兔死亡。將存活的69只兔子分為3組:心肌梗死對照組(MI組,n=20)、瑞伐他汀組(R組,n=22)、假手術(shù)組(S組,n=27)。S組并不在冠狀動脈處結(jié)扎僅穿線;R組兔子灌胃給予10 mg·kg-1·d-1瑞舒伐他汀鈣,每日1次,灌胃處理4周;MI組建立AMI后不予任何操作。
1.2.2超聲心動圖檢查 干預(yù)結(jié)束使用HP Sonos 5500超聲診斷系統(tǒng)(頻率12 MHz)對3組大白兔進行超聲心動圖檢查。檢測指標包括左心室射血分數(shù)(LVEF)、左心房直徑(LAD)、左心室舒張末期內(nèi)徑(LVDd)、左心室收縮末期內(nèi)徑(LVDs)、左心室短軸縮短率(LVFS)等。
1.2.3左心室梗死面積計算 將左心室切片置于1% 2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)中染色30 min,蒸餾水沖洗后,心肌梗死區(qū)未著色顯示灰白色,非梗死區(qū)經(jīng)過染色后顯示深紅色。采用ImagePro Plus軟件(version 6.0)計算梗死面積和左心室總面積,以梗死面積/左心室總面積表示梗死面積的大小。
1.2.4檢測細胞凋亡率 常規(guī)TUNEL法,由福建邁新生物技術(shù)開發(fā)有限公司提供試劑盒,檢測心肌組織中的凋亡細胞。光鏡觀察細胞核棕色為陽性,凋亡指數(shù) (AI) =視野凋亡數(shù)/視野內(nèi)細胞總數(shù)×100%。
1.2.5檢測心肌梗死邊緣區(qū)Caspase-3的表達 將心肌組織用機械法剪碎,過濾并制成單細胞懸液,將5 mL單細胞懸液加入試管中,常規(guī)離心后去上清液,加入100 μL固定液后混勻,靜置15 min。加4 mL磷酸鹽緩沖液(PBS),常規(guī)離心,去上清液,加入100 μL裂解液,室溫靜置入5 min。加5 μL美國Santa Cruz Biotechnology的Caspase-3抗體,混勻,避光靜置15 min。加4 mL PBS,離心,去上清液,加PBS 0.5~1.0 mL。使用日本BD FACSCantoTMⅡ流式細胞儀檢測。
表1 3組大白兔超聲心動圖指標比較
a:P<0.05,與S組相比;b:P<0.05,與MI組相比
1.2.6檢測p-p38蛋白和p38 常規(guī)方法提取樣品蛋白,標化后聚丙烯酰胺凝膠電泳;轉(zhuǎn)膜后,以5%的脫脂牛奶1∶200稀釋兔單抗p-p38抗體(美國Santa Cruz Biotechnologyy)、兔單抗p38抗體(美國Santa Cruz Biotechnology),1∶1 000稀釋兔多抗actin抗體(武漢博士德公司);置搖床4 ℃孵育過夜;將辣根過氧化物酶(HPR)標記的鼠、兔二抗用5%脫脂牛奶1∶200稀釋,常溫搖床上孵育聚偏二氟乙烯膜(PVDF膜),之后于凝膠成像系統(tǒng)曝光。
2.13組大白兔超聲心動圖指標比較 3組間超聲心動圖指標比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與S組相比,MI組與R組的LAD、LVDd和LVDs均顯著增加,同時LVEF和LVFS降低(P<0.05);R組LAD、LVDd和LVDs與MI組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),LVEF和LVFS高于MI組(P<0.05),見表1。
2.23組大白兔心肌梗死面積比較 S組心肌梗死面積為0,MI組(37.92±4.29)%與R組(36.71±3.98)%間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
2.3瑞伐他汀對兔子心肌梗死邊緣區(qū)細胞凋亡的影響 MI組[(24.42±2.52)%]和R組[(9.31±0.31)%]凋亡指數(shù) (AI)顯著高于S組[(2.65±0.32)%](P<0.05),R組AI較MI組顯著降低(P<0.05)。
2.4不同組心肌梗死邊緣區(qū)Caspase-3的表達情況 R組及MI組心肌梗死邊緣區(qū)Caspase-3表達較S組明顯升高,而R組較MI組顯著降低(P<0.05),見圖1。
2.5不同組心肌梗死邊緣區(qū)相關(guān)蛋白表達情況 MI組、R組、S組p38表達均未見明顯差異,MI組和R組p-p38表達較S組顯著升高,而R組較MI組顯著降低(P<0.05),見圖2。
a:P<0.05,MI組與S組比較;b:P<0.05,R組與MI組比較;c:P<0.05,R組與S組比較
圖1各組心肌梗死邊緣區(qū)Caspase-3的表達
A:Western blot法檢測兔心肌梗死邊緣區(qū)p38、p-p38的表達;B:半定量分析;a:P<0.05,S組與MI組比較;b:P<0.05,R組與MI組比較;c:P<0.05, R組與S組比較
圖2各組兔心肌梗死邊緣區(qū)p38、p-p38的表達
AMI后心肌細胞受損,導(dǎo)致心室肥厚、擴張,心肌收縮力下降,心肌纖維化增加,最終導(dǎo)致心力衰竭,給患者帶來嚴重后果[6-7]。本研究中建立AMI大白兔模型,以探究AMI的發(fā)病機制,以及可能存在的病理變化。
本研究在對兔子模型進行不同干預(yù)4周后行超聲心動圖檢測,結(jié)果顯示,與S組相比,MI組與R組的LAD、LVDd和LVDs均顯著增加,同時LVEF和LVFS降低(P<0.05),說明大白兔在心肌梗死后出現(xiàn)心臟擴大、左心室收縮功能不全。另外,R組LAD、LVDd和LVDs與MI組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),LVEF和LVFS高于MI組(P<0.05),提示瑞舒伐他汀能増強心肌梗死大白兔的左心功能。但MI組與R組間的心肌梗死面積比較并未見顯著差異(P>0.05),提示瑞舒伐他汀并不能達到顯著地減少心肌梗死面積的目的。
心室重構(gòu)是心肌細胞凋亡所引起,有研究發(fā)現(xiàn),心肌梗死大鼠除梗死區(qū)外,梗死邊緣區(qū)及非梗死區(qū)亦可檢出細胞死亡,而這是引起左心室重塑和晚期心功能不全的重要因素[8-9]。本研究結(jié)果顯示,R組心肌細胞AI較MI組顯著降低(P<0.05),提示瑞伐他汀治療能減少心肌細胞凋亡,可能通過抑制心肌凋亡,而使心功能改善。
目前認為他汀類藥物可能通過抑制心肌凋亡而使心功能改善,分析其抑制心肌細胞凋亡可能的作用機制[10-12]:(1)通過抗氧化作用抑制心肌凋亡;(2)通過調(diào)控絲氨酸-蘇氨酸激酶和磷脂酰肌醇-3激酶,下調(diào)Caspase-3 活性。Caspase-3在細胞的凋亡中起關(guān)鍵作用,是凋亡途徑中的執(zhí)行者。p38屬于絲裂原活化蛋白激酶(MAPKs)家族中的一個主要成員,研究發(fā)現(xiàn),大鼠心肌梗死后,p38并未增高,但p-p38在心肌梗死后7 d時升高2倍以上,p-p38能激活凋亡程序中最后的執(zhí)行者Caspase-3的活性,使凋亡通路啟動,活化的Caspase-3又能導(dǎo)致蛋白酶級聯(lián)切割放大,最終使細胞發(fā)生凋亡[13-15]。本研究中,R組p-p38、Caspase-3的表達低于MI組,推測瑞舒伐他汀可能通過抑制p38的磷酸化,抑制Caspase-3活化,從而抑制心肌細胞凋亡,改善心功能。結(jié)果表明瑞舒伐他汀能抑制心肌凋亡、改善心功能,但無法逆轉(zhuǎn)已梗死的心肌組織,提示已壞死的心肌組織無法通過藥物恢復(fù)正常功能。因此,早期對AMI患者使用保護心肌細胞藥,避免梗死進一步加重是改善患者預(yù)后、提高生存率的重點。
綜上所述,瑞舒伐他汀可以使AMI大白兔的心臟功能顯著改善,可能通過抑制p38的磷酸化,抑制Caspase-3活化,抑制心肌細胞凋亡,改善心室重構(gòu)。