研究背景与目的缺血性心脏病和心肌梗死(MI)是导致心血管疾病死亡的主要原因,通常是由于冠状动脉急性血栓性闭塞。在心脏缺血再灌注(I/R)过程中,各种介质,例如腺苷、内皮素和一氧化氮,参与调节心肌缺血再灌注损伤过程。缺血再灌注损伤中,前列腺素合成增加,参与调节心脏功能,例如激活前列腺素(PG)Ⅰ受体,增加PGI及其类似物能有效降低缺血再灌注损伤。然而,内源性PGE合成途径与受体在心肌缺血再灌注损伤中的作用及机制不清。本研究旨在探究前列腺素E合成与响应途径对心肌缺血再灌注损伤的影响及作用机制。方法实验分为心梗后基因表达分析和前列腺素合成与响应通路在I/R中的功能研究两部分。通过收集小鼠和人样本做芯片分析,样本分别是小鼠经过假手术(sham)、IR、MI手术的心脏组织以及急性心梗患者PCI术前(TO)、PCI术后第一天(T1)、术后第四天(T4)三个时间点的外周血。首先进行mRNA表达谱分析,筛选出差异基因,从中找出与前列腺素合成途径相关的差异基因。然后用生物信息学方法对差异基因进行预测,进行GO和KEGG信号通路富集分析。动物实验选取了不同基因敲除小鼠,包括环氧合酶1(C0X1)敲除小鼠,环氧合酶2(COX2)敲除小鼠,前列腺素E末端合成酶(mPGES-1)敲除小鼠,以及内皮特异性的PGE受体EP4敲除小鼠,通过构建小鼠缺血再灌注损伤模型,分析缺血再灌注24小时后小鼠心梗面积的变化。同时对mPGES-1小鼠进行骨髓移植,探究血相及组织结构上mPGES-1对缺血再灌注损伤的作用。I/R实验后收集再灌注24小时后的小鼠血浆,进行质谱检测,分析血浆中前列腺素类分子及其代谢物的变化情况。此外,通过小鼠腹腔提取粒细胞,体外进行炎症刺激,观察前列腺素类分子在炎症刺激下的变化情况。结果基因芯片结果显示,小鼠心脏组织样本中,IR组与sham组比较,其前列腺素途径中COX2在IR组的表达显著升高。MI组与sham组比较,PGI、PGE合成酶以及血栓素(TXA2)受体在MI组表达显著升高,而前列腺素还原酶2(Ptgr2)表达显著降低。MI组与IR组比较,PGI、PGE合成酶以及TXA2受体在MI组显著升高。急性心梗患者样本,TO组与T4组比较,COX2在TO组的表达显著升高。以上结果提示我们,前列腺素途径参与了心梗和缺血再灌注损伤过程。动物实验结果显示,与野生型小鼠相比,敲除COX1后小鼠的心梗面积显著增大,而敲除COX2后小鼠心梗面积未有显著差异。并且在使用COX2选择性抑制剂塞来昔布的情况下,COX1敲除小鼠的心梗面积仍然大于野生型小鼠,说明相比于COX2,COX1对缺血再灌注损伤更具保护作用。mPGES-1敲除小鼠缺血再灌注24h后的心梗面积显著大于对照组。且对mPGES-1敲除小鼠及同窝对照野生鼠骨髓移植后进行I/R实验,结果显示,无论是血相里的mPGES还是组织结构上的mPGES都会对心梗面积造成影响,且组织结构上的mPGES对心脏影响更大。内皮敲除EP4受体后小鼠心梗面积显著大于同窝对照野生型小鼠。通过质谱检测缺血再灌注24h的血样,与野生型小鼠相比,敲除COX1使IR后血浆中PGE显著下降。敲除mPGES-1后,质谱检测到小鼠血浆中PGE的含量下降,同时伴随着PGI含量增加。体外刺激粒细胞后,野生型小鼠粒细胞上产生更多的PGE和TXB2,而对PGI影响较小。敲除COX1后粒细胞产生的PGI,PGE,TXB2均显著少于WT组,而敲除COX2后粒细胞产生的PGI,PGE,TXB2与WT组较为相似。在基础状态下mPGES-1敲除小鼠粒细胞产生的PGE稍低于野生型小鼠。C5a刺激后,野生型小鼠粒细胞上产生更多的PGE,远大于mPGES-1敲除小鼠刺激后产生的PGE。结论前列腺素信号通路基因表达在MI中呈现差异表达和变化。COX1/mPGES-1来源的前列腺素E与内皮EP4受体对缺血再灌注损伤具有保护作用。研究背景与目的米索前列醇是一种抗消化性溃疡药,广泛用于非甾体抗炎药引起的胃炎和溃疡疾病。它是前列腺素E(PGE)的类似物,具有维持胃粘膜的完整性。米索前列醇能够结合PGE受体(EP2、EP3、EP4),增加环磷酸腺苷(cAMP)的产生。米索前列醇通过cAMP途径调节炎症因子的表达。心肌缺血/再灌注损伤是心肌缺血后,再灌注引起的一系列病理生理过程,其中包括炎症反应,氧自由基等变化,从而导致心肌细胞的损伤。基于之前的研究证明米索前列醇在脑缺血再灌注的保护作用,米索前列醇在心肌I/R损伤过程中的作用及机制不清。因此,本研究旨在探究米索前列醇对小鼠缺血再灌注损伤中的影响及作用机制。方法选取8-10周的雄性C57BL/6小鼠,随机分为对照组和米索前列醇组,采用心脏缺血再灌注损伤模型。小鼠心肌缺血后第一次腹腔分别给予溶剂或不同剂量的米索前列醇(50ug/kg或100ug/kg),在心肌缺血30min进行再灌注。再灌注4,8,12小时后分别进行第2,3,4次腹腔给药。再灌注24h后,用TTC和伊文思蓝染色法检测心肌梗死面积的大小。采用蛋白酶和胶原酶消化心脏,通过流式细胞技术检测心脏浸润的炎症细胞。此外,RT-PCR检测小鼠心肌细胞P-选择素(P-selectin),细胞间粘附分子-1(ICAM-1),血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)的mRNA表达水平,免疫荧光法观察I/R后小鼠心脏组织中髓过氧化物酶(MPO)阳性表达情况。随后又进行了体外实验,用LPS刺激小鼠血液中的白细胞,流式细胞法分析白细胞上CD11b的表达情况。结果通过给予小鼠不同剂量的米索前列醇(50ug/kg,100ug/kg)发现,给予50ug/kg剂量米索前列醇的小鼠心肌梗死面积百分比略有下降,而给予100ug/kg剂量的米索前列醇,小鼠心肌梗死面积百分比显著小于对照组。随后流式细胞技术分析浸润I/R后心脏中炎症细胞浸润的情况,发现米索前列醇组在缺血区浸润的中心粒细胞绝对数和百分比显著低于对照组。而内皮细胞粘附分子的表达跟炎症反应密切相关,因此对缺血再灌注损伤后心脏的内皮细胞粘附分子mRNA的表达水平进行评估,结果显示米索前列醇能显著降低I/R后心肌细胞P-选择素,细胞间粘附分子-1,血管细胞黏附分子-1的mRNA表达。免疫荧光法染I/R后MPO阳性的细胞,结果显示,给予米索前列醇的小鼠心脏中心粒细胞数显著低于对照组。随后体外实验看到米索前列醇能降低炎症刺激下中心粒细胞表面CD11b分子的表达,影响中心粒细胞的滚动粘附,从而影响中心粒细胞的浸润。结论米索前列醇通过降低炎症反应对小鼠心肌缺血/再灌注损伤起到保护作用。