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心血管疾病(CVD)是导致死亡的主要原因。心力衰竭是一种复杂的临床症状群,是各种心脏病的严重阶段。心肌梗死(MI)是心力衰竭(HF)的主要原因,心肌梗死后心衰时,心脏交感神经激活,而心脏交感神经末梢密度减少和功能降低。活性氧(ROS)和氧化应激在心肌梗死后心衰时非梗死心肌中增加。NADPH氧化酶是心肌ROS产生的主要来源之一。NADPH氧化酶2(Nox2)是NADPH氧化酶主要亚单位。心衰时NADPH氧化酶活性增加,Nox2在心肌中表达增加,心脏交感神经末梢密度和功能降低。然而,在心衰时,NADPH氧化酶的活性与心脏交感神经末梢功能异常的关系尚未阐明。Nox2是否介导心衰时心脏交感神经末梢功能异常不清楚。本研究验证这个科学假设:NADPH氧化酶2介导心力衰竭时心脏交感神经末梢功能异常。首先,在兔心肌梗死诱导心衰模型上,分析NADPH氧化酶与心脏交感神经末梢功能变化的关系。然后,在兔心梗心衰模型上,采用NADPH氧化酶抑制剂,研究是否NADPH氧化酶激活介导心衰时心脏交感神经末梢功能异常。最后,采用Nox2基因敲除小鼠,进一步探究是否Nox2介导心衰时心脏交感神经末梢功能异常。本课题包含以下3部分:第一部分NADPH氧化酶与心肌梗死后心力衰竭时心脏交感神经末梢功能异常的关系目的:研究NADPH氧化酶是否与心肌梗死后心力衰竭时心脏交感神经末梢功能异常有关。方法:本研究采用新西兰大白兔(2-2.5kg)左冠状动脉前降支结扎心肌梗死模型,动物分为2组:假手术组(Sham)、心肌梗死后心衰组(MI-HF)。术后4周所有兔子均接受心脏超声以及血流动力学检测。之后处死,留取心脏组织,称量体重、心脏重量、左右心房心室重量、肺脏和肝脏重量。酶标仪检测心肌NADPH氧化酶活性;组织荧光检测心肌儿茶酚胺水平;免疫荧光检测心肌氧化应激水平;免疫组化检测TH(酪氨酸羟化酶)、PGP9.5的表达水平;PCR检测PGP9.5、NET(去甲肾上腺素转运体)、GAP43的m RNA表达水平。结果:与Sham组相比,兔MI-HF组左室舒张末期容积(LV EDV)和左室收缩末期容积(LV ESV)均增加;左室射血分数(LV EF)和LV d P/dt均降低;MI-HF组非梗死区心肌NADPH氧化酶活性和4-HNE(4-羟壬烯醛,氧化应激指标)表达均增加;MI-HF组心肌儿茶酚胺组织荧光降低;MI-HF组TH和PGP9.5的蛋白表达均降低;MI-HF组PGP9.5、NET、GAP43的m RNA表达均降低。第二部分NADPH氧化酶激活介导心肌梗死后心力衰竭时心脏交感神经末梢异常目的:研究是否NADPH氧化酶激活介导了兔心梗后心衰时心脏交感神经末梢异常。方法:本研究选用新西兰大白兔(2-2.5kg)左冠状动脉前降支结扎心肌梗死模型,动物分为3组:假手术组+生理盐水实验组(Sham placebo)、心肌梗死+生理盐水实验组(MI placebo)、心肌梗死+Diphenyleneiodonium实验组(MI DPI)。每个实验组均接受30天的生理盐水或NADPH氧化酶抑制剂Diphenyleneiodonium(DPI)(0.8mg/kg/day)腹腔注射。最后所有兔子均接受心脏血流动力学检测。之后处死,留取心脏组织,称量体重、心脏重量、左右心房心室重量、肺脏和肝脏重量。组织荧光检测儿茶酚胺表达水平;免疫组化检测酪氨酸羟化酶(TH)的表达水平;Western Blot检测TH、PGP9.5、GAP43表达水平。结果:与Sham Placebo(PLA)组相比,兔MI PLA组LV d P/dt降低。较MI PLA组,DPI可减轻MI所致LV d P/dt的降低。与Sham PLA组相比,MI PLA组的儿茶酚胺水平的组织荧光和TH的免疫组化结果均降低,MI DPI组较之则改善。与MI PLA组相比,MI DPI组TH、PGP9.5、GAP43的蛋白表达均增加。第三部分NADPH氧化酶2介导心力衰竭时心脏交感神经末梢异常目的:Nox2是NADPH氧化酶的主要亚单位之一。心衰时,NADPH氧化酶激活,心肌Nox2表达增加。本研究第三部分,采用Nox2基因敲除小鼠,进一步探究是否Nox2介导心衰时心脏交感神经末梢功能异常。方法:本实验采用野生型(WT)和Nox2基因敲除(Nox2 KO)小鼠模型,动物分为3组:WT+生理盐水实验组(WT saline)、WT+Doxorubicin实验组(WT Dox)、Nox2KO+Dox实验组(Nox2 KO Dox),每个实验组均接受(Doxorubicin,总剂量15mg/kg,1-2周或生理盐水),给药后1-2周处死,留取心脏组织,称量体重、心脏重量、左右心房心室重量、肺脏和肝脏重量。组织荧光检测儿茶酚胺表达水平;免疫组化检测8-OHd G(8-羟基-2-脱氧鸟苷,氧化应激指标)及酪氨酸羟化酶(TH)的表达水平和Western Blot方法检测GAP43、PGP9.5的表达水平。结果:与WT saline组相比,WT Dox组左室缩短分数(LV FS)下降,而Nox2敲除则可改善左室FS;WT Dox组8-OHd G心肌表达增加,而Nox2敲除则可降低心肌8-OHd G表达水平;WT Dox组儿茶酚胺水平的组织荧光及TH的免疫组化结果均降低,而Nox2敲除组较之则改善;WT Dox组PGP9.5、GAP43的蛋白表达均下降,而Nox2敲除则可改善PGP9.5、GAP43的表达。结论:NADPH氧化酶激活介导心力衰竭时心脏交感神经末梢异常,NADPH氧化酶2起至关重要的作用。本研究提示应用NADPH氧化酶抑制剂或特异性Nox2抑制剂有益于心衰时心脏交感神经末梢功能的改善,可能有益于心衰的治疗。