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心肌缺血(MI)源于心脏血流灌注减少,导致其缺血区域发生血管再生异常、炎症、纤维化浸润和心血管功能障碍。临床上常见慢性心肌缺血(CMI),其症状平缓,形成过程缓慢,发病率也较高。文献表明转化生长因子-β1(TGF-β1)和半乳糖凝集素-3(Gal-3)参与了细胞凋亡、纤维化、炎症和血管生成,且TGF-β1可调控Gal-3的表达,它们都被用于心脏疾病相关的研究,Gal-3还作为预测心力衰竭等的生物标志物。咖啡酸对硝基苯乙酯(CAPE-p NO2)是本实验室设计合成的咖啡酸苯乙酯(CAPE)的硝基衍生物,其对糖尿病心肌病小鼠、心肌缺血再灌注损伤大鼠等动物模型的内脏器官功能等都有较好的保护作用。本研究旨在以原型化合物CAPE为阳性对照,从细胞实验和动物实验两个层面研究CAPE-p NO2对CMI大鼠心肺等器官的保护作用及与Gal-3和其相关蛋白有关的可能机理。动物实验:采用高脂高胆固醇日粮喂养大鼠8周,并在第3周时连续3天腹腔注射维生素D3(2000 U/kg/d)来建立大鼠CMI模型,将血脂水平、心电图ST段抬升以及随机抽样大鼠主动脉切片的脂质沉积程度检测结果作为造模成功的判断依据。实验共分5组:1)空白对照组,正常大鼠腹腔注射等体积生理盐水;2)CMI模型大鼠组,模型鼠腹腔注射等体积生理盐水;3)CAPE组,模型鼠腹腔注射1 mg/kg/d CAPE;4)高剂量组,模型鼠腹腔注射1 mg/kg/d CAPE-p NO2;5)低剂量组,模型鼠腹腔注射0.7 mg/kg/d CAPE-p NO2。给药4周后测量大鼠的心电图后处死大鼠,并测定血脂水平(TC、TG、HDL-C和LDL-C)、血清心肌酶(HBDH、LDH、CK和CK-MB)和血清Gal-3水平,并收集心、肺等组织供检测。结果表明,CMI模型鼠血清和组织中Gal-3和TGF-β1的表达增加,经CAPE-p NO2处理后均降低。CAPE-p NO2处理后CMI大鼠的体重、心脏系数和血清HDL-C水平增加,肺系数降低;血清TC、TG、LDL-C、HBDH、LDH、CK和CK-MB的水平降低,心率减慢,心电图ST段的抬升有所降低,心肌细胞形态也得到改善。CAPE-p NO2能降低心脏组织的胶原沉积,调控心、肺组织中TGF-β1/Gal-3通路下游蛋白的表达,具体表现为下调组织中MMP-9、Smad2、Col-I、Col-III、Bax和caspase 3的表达,上调Bcl-2的表达,也同时下调TNF-α、NF-κB和IL-6的表达。这些结果表明CAPE-p NO2可能通过调控TGF-β1/Gal-3通路来改善心脏和肺的纤维化、炎症,减少心肌细胞和肺细胞凋亡,其作用比同剂量原型化合物CAPE更强。细胞实验:以脂多糖(LPS)刺激H9c2心肌细胞建立CMI细胞模型,具体方法为用含1μg/m L LPS的低糖培养基处理细胞12 h,给药组则先用含药培养基预处理细胞12 h再进行造模。实验分为5组:1)空白对照组,以高糖培养基培养细胞24 h;2)CMI细胞模型组,以高糖培养基培养细胞12 h后,再用含LPS的低糖培养基培养细胞12 h;3)CAPE组,用含20μM CAPE的高糖培养基培养细胞12 h后,再用含LPS的低糖培养基培养细胞12 h;4)CAPE-p NO2组,用含20μM CAPE-p NO2的高糖培养基培养细胞12 h后,再用含LPS的低糖培养基培养细胞12 h;5)含抑制剂组,用含20μM CAPE-p NO2和5 mg/m L Gal-3抑制剂——小分子柑橘果胶(MCP)的高糖培养基培养细胞12 h后,再用含LPS的低糖培养基培养细胞12 h。通过免疫荧光法检测细胞内Gal-3、TGF-β1、Col-I、Col-III、TNF-α和IL-6的荧光强度,AO染色检测细胞凋亡,WB实验分析细胞中相关蛋白的表达水平。实验结果与动物实验相似,在模型组细胞中,Gal-3的表达升高,经CAPE-p NO2处理后降低。CAPE-p NO2处理能使细胞凋亡减少,Bcl-2的表达上调,Bax、caspase 3、Col-I、Col-III、TNF-α和IL-6的表达均下调,其作用强于CAPE。且CAPE-p NO2调控各蛋白的作用被Gal-3抑制剂MCP所影响。动物实验与细胞实验的结果均表明,内源性Gal-3水平随着CMI的发生发展而升高,CAPE-p NO2处理能使升高的Gal-3水平下降。CAPE-p NO2可能是通过调控Gal-3水平及TGF-β1/Gal-3途径,减轻心、肺的炎症、细胞凋亡和纤维化程度,从而对CMI大鼠起到保护作用。