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目的:通过阿霉素(ADM)腹腔内注射建立的SD大鼠心肌重塑动物模型,研究转化生长因子β1(TGF-β1)和结缔组织因子(CTGF)在心肌重塑和心肌纤维化中的作用以及中药川芎嗪对其的影响,从分子水平探讨川芎嗪对心肌重塑和纤维化的保护作用机制,为中药防治心肌病等心肌重塑提供一定的实验依据。
方法:将8周龄雄性SD大鼠(体重250±10g)随机分为三组:正常对照组(NC组):生理盐水2ml/kg腹腔注射,每周一次,共8周;模型组(ADM组):盐酸阿霉素2mg/kg腹腔注射,每周1次,共8周;川芎嗪治疗组(Lig组):盐酸阿霉素2mg/kg腹腔注射,每周1次,共8周,注射用磷酸川芎嗪20mg/kg腹腔注射,于首次阿霉素用后次日开始,1次/日,共8周。末次注射ADM后10天,无菌取出心脏。本实验分为三部分:(1)各组SD大鼠心重指数(CWI)、左室指数(LVWI)的测定及光镜下病理学观察。(2)采用免疫组化方法观察大鼠心肌组织的Ⅰ、Ⅲ型心肌胶原的表达及比值,免疫组化方法观察大鼠心肌CTGF的表达。(3)采用Western blot方法检测大鼠心肌组织的TGF-β1的表达。
结果:
1.光镜下病理改变:正常对照组心肌细胞排列整齐,心肌纤维结构清晰,未见心肌纤维破坏。模型组心肌细胞肥大、伸长、灶状坏死,肌质变性,核大、深染,间质纤维化、胶原增生,证实阿霉素诱导SD大鼠心肌纤维化模型是成功的。川芎嗪治疗组大部分心肌组织呈平行排列,结构清晰,间质有少量疏松结缔组织。
2.CWI和LVWI:模型组(2.86±0.05,2.20±0.02)与正常对照组(2.78±0.02,2.18±0.01)相比,CWI和INWI均升高,差异有统计学意义(P＜0.05)。川芎嗪治疗组(2.80±0.07,2.18±0.02)与模型组比较,CWI和LVWI不同程度下降,差异有统计学意义(P＜0.05)。川芎嗪治疗组与正常对照组比较,CWI和LVWI无统计学差异(P＞0.05)。
3.心肌Ⅰ、Ⅲ型心肌胶原的表达及其比值:模型组(57.552±7.888,43.997±7.548,1.315±0.053)与正常对照组(24.897±5.744,22.507±5.197,1.106±0.032)相比,Ⅰ、Ⅲ型心肌胶原的表达及比值均升高,差异有统计学意义(P＜0.01)。川芎嗪治疗组(34.936±6.687,28.451±5.390,1.207±0.071)与模型组比较,Ⅰ、Ⅲ型心肌胶原的表达及比值均降低,差异有统计学意义(P＜0.01)。川芎嗪治疗组与对照组比较,Ⅰ、Ⅲ型心肌胶原的表达及比值仍有升高,差异有统计学意义(P＜0.01)。
4.心肌组织TGF-β1的表达:模型组(1.088±0.115)与正常对照组(0.557±0.113)相比,TGF-β1的表达增多,差异有统计学意义(P＜0.01)。川芎嗪治疗组(0.742±0.079)与模型组比较,TGF-β1的表达降低,差异有统计学意义(P＜0.01)。川芎嗪治疗组与对照组比较,TGF-β1的表达增多,差异有统计学意义(P＜0.01)。
5.心肌组织中CTGF的表达:模型组(32.351±1.192)与正常对照组(10.850±2.818)相比,CTGF的表达增多,差异有统计学意思(P＜0.01)。川芎嗪治疗组(21.356±6.092)与模型组比较,CTGF的表达增多,差异有统计学意义(P＜0.01)。川芎嗪治疗组与对照组比较,CTGF的表达增多差异有统计学意义(P＜0.01)。
结论:
1.在阿霉素诱导的SD大鼠的心肌纤维化中,TGF-β1和CTGF介导了心肌纤维化的信号转导。
2.川芎嗪能改善SD大鼠的心肌纤维化,其机制与影响TGF-β1和CTGF的表达有关。
3.川芎嗪只能部分改善SD大鼠心肌纤维化,仍不能使其达到正常状态。