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目的:心脏震波治疗(Cardiac Shock Wave Therapy,CSWT)是近年来国际上发展起来的严重冠心病治疗方法。国内外研究结果显示,CSWT可以通过促进缺血心肌血管新生、减轻炎症反应以及氧化应激等机制改善心肌血流灌注,减轻左室重构,改善左心功能。心肌缺血导致的细胞凋亡在冠心病心肌细胞数目减少和功能损伤中起重要作用;我们前期的研究证实震波治疗可以减轻缺血缺氧诱导的H9c2细胞凋亡;在前期细胞学研究的基础上,我们采用大鼠急性心肌梗死(Acute Myocardial Infarction,AMI)模型探讨CSWT对AMI后心肌细胞凋亡的影响,发现CSWT可以减少AMI后梗死边缘区心肌细胞线粒体Cyt C向胞浆释放,降低Bax与Cleaved-Caspase-3的表达,升高Bcl-2的表达,进而抑制AMI后心肌细胞的凋亡,CSWT可能作用机制是通过抑制JNK信号通路,从而抑制凋亡信号的激活,起到心肌保护的作用。同时我们也尝试在组织、细胞学及分子水平证实CSWT的安全性。本研究是在前述研究基础上,选用大鼠AMI模型,探讨CSWT促进心肌梗死边缘区域血管新生的作用,并首次利用扫描电镜对CSWT的安全性从心肌细胞超微结构水平进行探讨,为CSWT治疗缺血性心脏病提供新思路及基础理论依据。方法:首先,通过结扎前降支建立大鼠急性心肌梗死模型,采用心电图、心脏彩超及病理学方法综合评价心肌梗死模型,用于大鼠心肌组织血管新生作用机制研究。其次,血管新生作用机制研究选用2月龄的雄性Sprague-Dawley大鼠,随机入组,分别为①假手术组(SHAM组,N=6)、②假手术+震波组(SHAM+SW组,N=6)、③心肌梗死组(AMI组,N=6)、④心肌梗死+震波组(AMI+SW组,N=6),②组及④组在AMI建模成功后第1天、第2天及第5天给予震波治疗(能量:0.1mJ/mm2,次数:200次,频率:4Hz),建模后14天处死大鼠,收集心脏标本;标本的石蜡切片行苏木素-伊红(Hematoxylin and Eosin,H&E)染色,观察心肌组织病理学改变;免疫组化法进行CD31、CD34、vWF、SMA染色,ImageProPlus6.0软件对免疫组化染色阳性的新生血管密度进行定量分析。最后,该论文的创新部分是利用扫描电镜技术探讨CSWT的安全性,选用2月龄的雄性Sprague-Dawley大鼠,随机入组,分为对照组(NC,N=6)及震波治疗组(NC+SW,N=6)。NC+SW组大鼠入组后第1天、第2天及第5天,给与震波处理(能量:0.1mJ/mm2,次数:200次,频率:4Hz);震波处理前、后分别记录大鼠心电图,检测血压、心率、留取鼠尾血,经胸壁行超声检查;NC组仅接受“假震波”治疗;入组后第8天,所有大鼠再次行经胸心脏超声检查,之后获取心脏标本,部分组织经石蜡包埋后进行H&E染色及Masson染色染色,部分组织按照电镜标本备制方法处理,行后期电镜分析;光镜半定量分析心肌细胞显微结构变化;扫描电镜分析两组心肌细胞超微结构变化,半定量分析心肌细胞超微结构损伤程度。结果成功建立大鼠AMI模型,存活率72.2%,存活模型的成功率85.7%。心肌组织石蜡切片H&E染色结果显示:与SHAM组比较,AMI组梗死边缘区心肌组织间质有炎性细胞浸润,心肌细胞呈空泡样变性、坏死,AMI+SW组可见类似改变。CSWT促血管新生作用研究中的四组大鼠分别进行了 CD31、CD34、vMF及SMA免疫组化染色;CD31免疫组化显示,SHAM组与SHAM+SW组新生血管密度分别为 9.92±2.13/mm2和 10.02±1.94/mm2(P>0.05),AMI 组与 AMI+SW 组梗死边缘区新生血管密度分别为 22.69±11.46/mm2和 51.22±21.17/mm2(P<0.0001);CD34免疫组化显示,SHAM组与SHAM+SW组新生血管密度分别为15.12±1.54/mm2和16.26±2.01/mm2(P>0.05),AMI组与AMI+SW组梗死边缘区新生血管密度分别为 49.15± 14.17/mm2和 186.91±25.69/mm2(P<0.0001);vWF 免疫组化显示,SHAM组与SHAM+SW组新生血管密度分别为3.31±1.57/mm2和3.72±1.13/mm2(P>0.05);AMI组与AMI+SW组梗死边缘区新生血管密度分别为14.59±5.35/mm2和23.07±6.74/mm2(P<0.0001);SMA 免疫组化显示,SHAM 组与 SHAM+SW 组新生血管密度分别为 3.09±1.15/mm2和 2.99±1.53/mm2(P>0.05),AMI 组与 AMI+SW 组梗死边缘区新生血管密度分别为11.77±6.47/mm2和45.48±15.62/mm2(P<0.0001);CD31、CD34、vWF及SMA四种不同的血管新生相关标记物均证实CSWT对于心肌梗死大鼠梗死边缘区域新生血管密度显著增加,提示CSWT促血管新生作用显著。CSWT安全性研究中NC组及NC+SW组大鼠心电图未观察到异常改变,两组大鼠的血压、心率变化无统计学差异,CSWT治疗前后NC+SW组大鼠血清TNI值无显著变化(P=0.08),提示震波治疗未导致心肌细胞损伤;心肌组织H&E染色发现NC+SW组心肌纤维饱满、排列规律,心肌细胞胞浆均匀,心肌细胞核密度均匀,未见心肌细胞变性、坏死,心肌间质未见炎症细胞浸润,与NC组所见类似,震波治疗后心肌组织病理形态学特征无明显变化;心肌组织Masson染色发现NC及NC+ SW组均未发现胶原纤维染色表现,提示震波治疗未引起心肌组织炎性反应及纤维化表现。扫描电镜对NC组及NC+SW组进行心肌超微结构扫描分析发现,NC组及NC+SW组心肌超微结构损伤评分分别为1.39±0.982及2.42 ± 1.009(P= 0.103),震波治疗对心肌超微结构未造成明显的额外损伤。结论:本研究结果提示1 AMI大鼠接受CWST治疗后心肌梗死边缘区,免疫组化发现新生血管密度显著增加。2未发现治疗剂量CSWT可引起心肌组织炎性反应及心肌纤维化。3光镜观察未发现治疗剂量CSWT可引起心肌细胞显微结构变化;扫描电镜观察治疗剂量CSWT可致心肌细胞的超微结构发生了细微变化,但与对照组相比,未发现超微结构的额外损伤,两组间超微结构的变化无明显差别。4治疗剂量的CSWT对大鼠心脏是安全的。