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缺血预适应(ischemic preconditioning,IPC)是心肌抗缺血性损伤的最有效的内源性保护机制之一,可分为早期IPC和延迟IPC两个时相。延迟IPC的保护作用于短暂缺血之后12h-24h出现,持续时间为早期IPC的30-40倍,因此更具有临床意义。然而临床研究发现,对缺血性心脏病相对高发的老年人来说,延迟IPC的保护作用却明显减弱甚至消失,从而导致老年心脏缺乏对缺血性心肌损伤的抵抗。造成老年延迟IPC保护作用钝化的机制尚未完全明确。有研究表明,血管再生能力的下降和老年延迟IPC保护作用的钝化直接相关。IPC可以促进多种促血管再生因子的释放,从而推动血管再生,增加单位面积毛细血管密度。与此相应,心肌局部联合给与血管生长因子还可以逆转老年IPC保护作用的钝化,明显改善心功能。ADAMTS-1 (a disintegrin and metalloprotease with thrombospondin type 1 motifs,含I型血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样金属蛋白酶)为一类Zn2+依赖的分泌型金属蛋白酶,主要通过C末端3个凝血酶敏感蛋白(thrombospondin, TSP)重复序列和间隔区锚定在细胞外基质中。正常情况下,ADAMTS-1在许多组织,如心脏、肺、肝脏、骨骼肌和肾脏中高度表达。ADAMTS-1可以通过降解细胞外基质蛋白参与多种生理和病理生理过程,对正常生长、受精、维持泌尿生殖系统的器官形态和功能至关重要。最近研究表明,ADAMTS-1在体内和体外均具有强烈的抑制内皮细胞增殖和血管生成的效应。ADAMTS-1可以通过活化有抗血管再生作用的基质糖蛋白TSP-1和TSP-2,达到抗血管再生的作用。CD36为内皮细胞上的一种膜糖蛋白受体,而ADAMTS-1和TSP-1可能通过与内皮细胞表面的CD36结合而实现抑制血管生成的作用。ADAMTS-1还可以通过C-末端的两个TSP重复区域结合到血管内皮细胞生长因子-165的肝素结合区,阻断血管内皮细胞生长因子受体-2的酪氨酸自动磷酸化,也具有抑制内皮增殖和血管生成的作用。研究ADAMTS-1与老年心肌延迟IPC保护作用钝化的关系,以及调控ADAMTS-1蛋白表达对老年心肌延迟IPC保护作用的影响,有助于我们对老年心肌延迟IPC保护作用钝化机制的进一步了解,为临床实践提供客观的实验资料。目的:1.比较IPC对成年及老年大鼠心肌ADAMTS-1蛋白表达和心肌梗死预后的影响,研究ADAMTS-1与老年心肌延迟IPC保护作用钝化的关系;2.观察ADAMTS-1特异小干扰核糖核酸(small interfering ribonucleic acid, siRNA)干预对老年IPC大鼠心肌ADAMTS-1蛋白表达和心肌梗死预后的影响,研究抑制ADAMTS-1表达对老年大鼠心肌延迟IPC保护作用的影响。方法:本研究分为两大部分。在第一部分,成年(4月龄)和老年(24月龄)SD大鼠各113只,分别随机分入IPC组(n=40)、假手术组(n=24)、IPC+心肌梗死组(n=35)及假手术+心肌梗死组(n=14)。以7-0缝线阻断冠状动脉前降支血流6min,随后再灌注6 min,反复4次完成IPC。IPC组和假手术组大鼠分别于IPC或假手术后Oh、6h、12h及24h(IPC组各时间点均n=10,假手术组各时间点均n=6)分批处死并留取缺血再灌注部位心肌,免疫组化法检测0h、6h、12h及24h时的ADAMTS-1表达,免疫蛋白印迹(Western Blotting)法检测0h及24h时的ADAMTS-1表达。IPC+心肌梗死组和假手术+心肌梗死组分别于IPC或假手术24h后以7-0缝线结扎前降支血管制作心肌梗死模型,观察心肌梗死后存活率,14d后使用小动物超声仪微型超声探头通过M型超声检测乳头肌平面左室短轴缩短率(fractional shortening, FS,分别测定3个心动周期的左室舒张末内径和左室收缩末内径以计算FS值)测定心功能;选取乳头肌平面心肌切片使用Masson’s Trichrome染色法检测心肌梗死面积。在第二部分,老年SD大鼠110只,随机分入ADAMTS-1 siRNA组(n=55)和对照组(n=55), siRNA组于前降支两侧分点局部注射siRNA和聚乙烯亚胺转染试剂的混合液,对照组以Scramble siRNA(错译siRNA)代替ADAMTS-1 siRNA。ADAMTS-1 siRNA组和对照组大鼠于转染后24h时建立IPC模型。部分大鼠分别于IPC后Oh和24h(每组各时间点均n=10)处死,留取缺血再灌注部位心肌通过Western Blotting检测ADAMTS-1蛋白的表达。其余大鼠(两组均n=35)于IPC后24h制作心肌梗死模型,观察心肌梗死后存活率的差异,14d后行心功能和心肌梗死面积的检测。结果:1.大鼠心肌ADAMTS-1蛋白表达的免疫组化检测结果表明,成年和老年大鼠心肌的ADAMTS-1蛋白表达于IPC后6h即见明显升高,约12h达峰值,并持续了至少24h。Western Blotting检测结果也证实,IPC后24h,成年和老年大鼠心肌的ADAMTS-1蛋白表达均明显升高。2.免疫组化结果显示,老年大鼠于IPC后6h、12h和24h时的ADAMTS-1表达明显高于成年大鼠。Western Blotting检测结果也证实,IPC后24h,老年大鼠的ADAMTS-1蛋白表达明显高于成年大鼠。3.IPC未明显影响成年大鼠的心肌梗死存活率,但降低老年大鼠的心肌梗死存活率;IPC能够减少成年大鼠心肌梗死面积,改善其心功能,却导致老年大鼠心肌梗死面积增大和心功能恶化。4.ADAMTS-1 siRNA干预抑制了老年大鼠IPC后24h时缺血再灌注部位心肌的ADAMTS-1蛋白表达。对照组老年大鼠IPC后24h时的ADAMTS-1蛋白表达结果较0h时明显增高,而ADAMTS-1 siRNA组老年大鼠IPC后24h时的ADAMTS-1蛋白表达较0h时未见明显增高。5.ADAMTS-1 siRNA转染对老年IPC大鼠心肌梗死预后无明显影响:ADAMTS一1 siRNA干预组和对照组老年大鼠的心肌梗死存活率、心肌梗死面积、心肌梗死后FS值均无明显差别。结论:1.IPC促进大鼠心肌ADAMTS-1蛋白的表达,而老年大鼠心肌ADAMTS-1的表达升高较成年大鼠更为明显。2.延迟IPC对成年大鼠心脏具有保护作用,而对老年大鼠心脏不具有保护作用。3.通过siRNA抑制ADAMTS-1蛋白表达不能恢复老年心肌的延迟IPC保护作用。