PDGF和MMPs在大鼠颈动-静脉分流肺高压模型肺血管重构中的作用及药物的干预研究

来源 :中山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanjian8706
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我国先天性心脏病发病率高达0.8%,其中左向右分流先心病占绝大数,在先天性心脏病的治疗中,肺动脉高压是影响预后的主要因素。肺血管重构是肺动脉高压病程中极为重要的环节,近年来,针对肺血管重构机制的研究已成为肺动脉高压研究领域的热点,在缺氧和野百合碱诱导的肺动脉高压模型中的研究表明,血小板源性生长因子(PDGF)和基质金属蛋白酶(MMPs)在肺血管重构发生、发展过程中起到重要作用,但在先天性心脏病肺动脉高压中的意义尚未明确。 探索针对肺血管重构的治疗措施,一直是肺动脉高压治疗的难点和热点。在动物实验研究中,它汀类药物表现出来对动脉粥样硬化血管重构的抑制作用,使这类降脂药在肺高压肺血管重构中的潜在治疗价值备受关注,已经有研究显示,它汀类可以降低低氧和野百合碱模型肺动脉的阻力,抑制甚至逆转肺血管重构现象,然而,它汀类对分流型肺高压是否有治疗作用,尚未明确。 本研究通过颈动-静脉分流手术,建立大鼠的左向右分流肺动脉高压模型,研究血小板源性生长因子(PDGF-A、PDGF-B,以及PDGFR-α、PDGFR-β)和基质金属蛋白酶(MMP-1、MMP-9)活性变化在肺血管重构中的作用:同时研究它汀类药物辛伐他汀、抗血小板药物氯吡格雷以及前列环素类药物贝前列素纳对肺血管重构的治疗效果及可能机制,初步探索针对左向右分流型肺高压血管重构现象的药物治疗方法。 第一部分PDGF与MMPs在大鼠颈动-静脉分流肺高压肺血管重构中的作用研究 目的:建立大鼠颈动-静脉分流模型,观察肺血管重构的情况,研究肺组织血小板衍生因子PDGF-A、PDGF-B、PDGFR-α、PDGFR-β以及MMP-1、MMP-2在肺血管重构行程中表达水平的变化. 材料与方法:SD大鼠36只,随机分为三组。随机分3组:假手术组(Sham,N=12),手术分流组(CA-JV,N=12),野百合碱注射肺高压对照组(MCT,N=12)。Sham组:进行假手术,切除胸锁乳突肌,结扎左侧颈动脉和颈静脉。MCT组:野百合碱60mg/Kg单次右侧皮下注射。CA-JV组:通过套管法建立左侧颈动-静脉分流,Sham组、CA-JV组喂养12周,MCT组喂养6周,然后进行相关指标测定:1)右心室收缩压测定;2)肺血管病理分析-MASSON三色染色;肺小动脉血管壁面积指数和厚度指数测定;3)肺组织PDGF-A,PDGF-B,PDGFR-α、PDGFR-β,MMP-1,MMP-9转录和翻泽水平的检测(分别采用RT-PCR和Western-blotting检测分析技术) 实验结果:一、颈动-静脉分流模型右心室收缩压(RVSP)变化和Sham组比较,CA-JV组和MCT组右心室收缩压明显升高,(37.7±3.00vs25.42±2.07,P<0.001:44.00±4.60vs25.42±2.07,P<0.001)。 二、颈-静脉分流模型肺血管重构情况 1、肺组织MASSON三色染色光镜结果Sham组肺血管组织学表现正常,CA-JV组出现类似于MCT组的肺血管重构表现,肺小动脉管壁明显增厚,管腔狭窄,血管中膜和内膜增厚、管壁胶原纤维成分含量明显增多,血管周围炎症细胞浸润。 2、颈-静脉分流模型肺血管重构指数和Sham组比较,CA-JV,组和MCT组管壁面积指数(AI)明显升高(0.6527±0.19116vs0.2326±0.10586,P<0.001:0.6394±0.14838vs0.2326±0.10586,P<0.001)。CA-JV组与MCT组间AI均值接近(0.6394±0.14838vs0.6527±0.19116,P=0.918),肺小血管管壁厚度指数(TI)趋势与AI一致,CA-JV组和MCT组TI均值高于Sham组(0.4336±0.16353vs0.1264±0.06508,P<0.001;0.4139±0.13135vs0.1264±0.06508,P<0.001)。CA-JV组和MCT组两者的厚度指数高度接近。 三、各组肺组织PDGF、MMPsmRNA转录水平1、各组肿组织PDGFmRNA的转录水平和Sham组比较,CA-JV组、MCT组肺组织PDGF-A、PDGF-B、PDGFR-α、PDGFR-β、mRNA的转录水平都升高(P<0.05)。MCT组PDGF-A及PDGFR-β的mRNA转录水平高于CA-JV组(P<0.05)。 2、各组肺组织MMPsmRNA的转录水平和Sham组比较,CA-JV组、MCT组肺组织MMP-1和MMP-9的mRNA的转录水平都升高(P<0.05)。CA-JV组MMP-1和MMP-9mRNA的转录水平高于MCT组(P<0.05)。 四、各组肺组织PDGF,MMPs蛋白的表达1、各组肺组织PDGF蛋白水平的表达和Sham组比较,CA-JV组、MCT组肺组织PDGF-A和PDGF-B两种配体以及PDGFR-α和PDGFR-β两种受体的蛋白表达水平都升高(P<0.05)。MCT组PDGF-A蛋白表达水平高于分流组(P<0.05),但CA-JV组PDGFR-α受体的蛋白表达水平高于MCT组(P<0.05)。 2、各组肺组织MMPs蛋白水平的表达。 和Sham组比较,CA-JV组、MCT组肺组织MMP-1和MMP-9的蛋白表达水平都升高(P<0.05)。 结论: 1、套管法进行颈动-静脉分流,12周后大鼠出现肺动脉高压表现,肺小动脉血管重构现象明显,适合作为左向右分流肺动脉高压的研究模型。 2、PDGF-A,PDGF-B,PDGFR-α,PDGFR-β在两种不同模型中,伴随着肺血管重构,表达均明显升高,提示PDGF活性的改变可能参与了肺高压中肺血管重构的机制。 3、MMP-1,MMP-9在两种不同模型中,伴随着肺血管重构,表达均明显升高,提示MMP-1,MMP-9活性的改变可能参与了肺高压中肺血管重构的机制。 第二部分药物干预对大鼠颈动-静脉分流肺高压模型肺血管重构的影响研究 目的:研究它汀类药物辛伐他汀、前列环素类药物贝前列素纳以及抗血小板药物氯吡格雷对肺血管重构的治疗效果以及对PDGF、MMPs表达水平的影响,初步探索针对左向右分流型肺高压血管重构现象的药物治疗方法。 材料与方法: 60只清洁级的雄性SD大鼠,12周龄,体重250~300g,随机分5组:假手术组(Sham,N=12),手术分流对照组(CA-IV,N=12);辛伐他汀组(SVT,N=12),贝前列环素组(BPS,N=12),氯吡格雷组(CPG,N=12)。Sham组接受假手术,其余各组采用套管法颈动-静脉分流手术建立肺高压模型。服药及剂量:SVT组组:辛伐他汀4mg/kg/d;BPS组:贝前列素纳片100μg/kg/d;CPG组:氯吡格雷10mg/kg/d。相关药物和生理盐水约2-3ml,制成混悬液,每日专人经食道灌胃,术后第二天开始给药。喂养12周后进行相关指标测定:1)肺血管病理分析-MASSON三色染色;2)肺小动脉血管壁面积指数和厚度指数测定;3)肺组织PDGF-A,PDGF-B,PDGFR-α,PDGFR-β,MMP-1,MMP-9转录和翻译水平的检测(分别采用RT-PCR和Western-blotting检测分析技术)。 实验结果: 一、肺血管重构现象1、光学显微镜观察结果与Sham组比较,CA-IV、SVT、BPS、CPG组均出现不同程度的肺小血管重构现象,肺小动脉管壁增厚,管腔狭窄,血管壁成分增加,表现为内膜增厚,平滑肌细胞肥厚、增生,管壁胶原纤维染色增多,直径小于50μm非肌型动脉形成新肌层化。血管周围炎症细胞浸润。 2、肺血管重构指数测定结果SVT、BPS、CPG组AI均值都高于Sham组(0.5378±0.1637vs0.2326±0.10586,P<0.05;0.4896±0.1738vs0.2326±0.10586,P<0.05:0.6247±0.1578vs0.2326±0.10586,P<0.05)。SVT组和BPS纠AI值小于CA-JV组(0.5378±0.1637VS0.6527±0.1912,P<0.05:0.4896±0.1738vs0.6527±0.1912,P<0.05)。 各组的肺小血管管壁厚度指数(TI)趋势与AI一致。 二、各组肺组织PDGF、MMPsmRNA转录水平. 三、各组肺组织PDGF,MMPs蛋白的表达. 结论: 1、辛伐他汀及贝前列环素干预可减轻颈动-静脉分流模型大鼠肺血管重构的程度,氯吡格雷干预不能减轻肺血管重构程度。 2、辛伐他汀抑制肺血管重构的机制可能与以下因素有关。 2.1抑制肺组织MMP-9、MMP-1的活性。 2.2抑制肺组织PDGFR-βmRNA的转录。 3、贝前列环素抑制肺血管重构的机制可能与以下因素有关。 3.1抑制肺组织MMP-9的活性。 3.2抑制肺组织PDGFR-α的活性。 4、氯吡格雷可抑制分流模型肺组织PDGF-A,PDGF-B,PDGFR-α和PDGFR-β的活性,但对MMP-1、MMP-9的影响轻微。 5、辛伐他汀可能适合作为左向右分流型肺高压的辅助治疗用药。
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