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背景与目的:心肌梗死是指心肌的缺血性坏死,既往对其的机制研究主要是细胞凋亡。细胞焦亡是新发现的一种不同于细胞凋亡的程序性细胞死亡,特征是细胞膜孔形成,细胞内容物释放诱发剧烈的炎症反应。尼可地尔是首个用于临床的钾通道开放剂,临床上用于抗心绞痛,最近研究发现其具有抗炎、抗氧化等作用。此外,也有研究报道尼可地尔对心肌细胞TLR4/My D88/NF-κB/NLRP3信号通路具有抑制作用,而该信号通路近来又被发现可调控细胞焦亡的发生,目前却未见研究尼可地尔与细胞焦亡的关系。TAK-242是TLR4的一种特异性抑制剂,被证实能通过抑制TLR4信号通路减轻心肌梗死后的炎症反应。因此,本研究旨在探讨尼可地尔对大鼠心肌梗死后心肌细胞焦亡的影响以及尼可地尔是否通过TLR4/My D88/NF-κB/NLRP3信号通路发挥作用。方法:将40只清洁级的成年雄性SD大鼠随机分为假手术组(Sham组)、心梗组(MI组)、心梗+尼可地尔组(MI+Nic组)、心梗+尼可地尔+TAK-242组(MI+Nic+TAK-242组),每组10只。通过结扎左侧冠状动脉的前降支构建MI大鼠模型,假手术组则只穿线不结扎,其余手术操作相同。MI+Nic组和MI+Nic+TAK-242组的大鼠于造模前,连续7天通过灌胃给予尼可地尔15 mg/(kg·d)预处理。并且,MI+Nic+TAK242组的大鼠还需要在手术前30分钟通过尾静脉注射2 mg/kg的TAK-242。造模3天后使用心脏多普勒超声测定各组大鼠的心功能指标:左室射血分数(LVEF)、左室短轴缩短率(LVFS)、左室收缩末内径(LVESd)、左室舒张末内径(LVEDd);2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色测量比较各组大鼠心肌梗死面积的大小;HE(hematoxylin-eosin)染色观察比较各组大鼠心肌细胞的形态学改变;血清c Tn I和LDH浓度测定评估比较各组大鼠的心肌损伤情况;心肌腺嘌呤核苷酸(ATP,ADP,AMP)浓度测定反映各组大鼠心肌细胞损伤和KATP通道开放的情况;实时荧光定量PCR(q RT-PCR)检测比较各组大鼠心肌组织TLR4、My D88、NF-κB、NLRP3、ASC、Caspase-1、GSDMD、IL-1β和IL-18的m RNA表达;Western blot检测比较各组大鼠心肌组织的TLR4、My D88、NF-κB p65、NLRP3、ASC、Cleaved caspase-1、GSDMD-FL、GSDMD-N、mature-IL-1β和mature-IL-18的蛋白质表达;免疫组织化学染色测定比较GSDMD和NLRP3在各组大鼠心肌组织中的表达水平。结果:(1)心脏超声的结果显示:与Sham组相比,MI组大鼠的心功能变差,表现在LVEF、LVFS降低(p<0.05),LVESd、LVEDd升高(p<0.05);与MI组相比,MI+Nic组和MI+Nic+TAK-242组的心功能都得到改善,表现在LVEF、LVFS上升(p<0.05),LVESd、LVEDd降低(p<0.05);但是MI+Nic+TAK-242组与MI+Nic组相比,大鼠的心功能无显著性差异(p>0.05)。(2)TTC染色的结果显示:Sham组大鼠的心肌未见梗死,MI组大鼠心肌大面积梗死(58.42±5.64%)(p<0.05);与MI组相比,MI+Nic组和MI+Nic+TAK-242组心肌梗死面积明显缩小,分别为23.49±6.21%、16.19±3.84%,p<0.05;但是MI+Nic组和MI+Nic+TAK-242组之间无显著性差异(p>0.05)。(3)HE染色的结果显示:Sham组大鼠的心肌细胞大小均一,排列规整,未见炎性细胞渗出;与Sham组相比,MI组大鼠的心肌细胞肿胀、核溶解或消失、排列紊乱、炎性细胞浸润以及红细胞渗出明显;与MI组相比,MI+Nic组和MI+Nic+TAK-242组大鼠肿胀的心肌细胞以及炎性细胞均显著减少,心肌细胞排列比较整齐;与MI+Nic组相比,MI+Nic+TAK-242组大鼠的心肌细胞形态有所改善,但是仍然存在一定程度的炎症反应。(4)血清c Tn I和LDH浓度测定的结果显示:与Sham组相比,MI组大鼠的血清c Tn I和LDH的浓度均明显升高(p<0.05);与MI组相比,MI+Nic组和MI+Nic+TAK242组大鼠的血清c Tn I和LDH的浓度均降低(p<0.05);但是MI+Nic组和MI+Nic+TAK-242组之间大鼠的血清c Tn I和LDH浓度无显著性差异(p>0.05)。(5)心肌腺嘌呤核苷酸浓度测定的结果显示:与Sham组相比,MI组大鼠心肌的腺嘌呤核苷酸浓度明显下降(p<0.05);与MI组相比,MI+Nic组和MI+Nic+TAK-242组大鼠心肌的腺嘌呤核苷酸浓度均显著升高(p<0.05)。(6)q RT-PCR和Western blot的结果显示:与Sham组相比,MI组大鼠的心肌组织中TLR4/My D88/NF-κB/NLRP3以及ASC和焦亡相关的执行分子,如Caspase-1、GSDMD(GSDMD-N)、IL-1β及IL-18的m RNA和蛋白质的表达均显著升高(p<0.05);与MI组相比,MI+Nic组和MI+Nic+TAK-242组大鼠的心肌组织中上述指标的m RNA和蛋白质的表达均明显下降;但是MI+Nic组和MI+Nic+TAK-242组之间无显著性差异(p>0.05)。(7)免疫组织化学染色的结果显示:与Sham组相比,MI组大鼠的心肌组织中GSDMD和NLRP3的表达均上升;与MI组相比,MI+Nic组和MI+Nic+TAK-242组大鼠的心肌组织中GSDMD和NLRP3的表达均下降;但是MI+Nic组和MI+Nic+TAK-242组之间未见有很明显的差异。结论:尼可地尔可减轻心梗后心肌细胞的焦亡从而改善心功能,其作用机制可能是通过抑制TLR4/MyD88/NF-κB/NLRP3信号通路。