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背景与目的:心脏移植已成为治疗终末期心脏病人的有效手段。移植心脏在移植术后的功能状态不仅决定着病人术后的临床表现,而且决定着病人的生存质量和存活时间。近年来,随着分子生物学技术的发展,国内外对细胞凋亡的研究不断深入,大量的实验和临床资料均证明:细胞凋亡是移植心脏心肌细胞死亡的主要方式之一。哺乳动物的细胞凋亡是由ASP(aspastic acid,天冬氨酸)特异性半胱氨酸蛋白酶(aspartate-specific cysteinyl proteinase,Caspase或Casp)家族及核酸内切酶介导的。在人类细胞中,caspases的超表达和激活不仅直接破坏细胞结构导致细胞凋亡,而且通过灭活Bcl-2等凋亡抑制物同时产生促细胞凋亡的片段而诱导细胞凋亡。研究还表明:caspases通过裂解核酸内切酶的抑制物而引起DNA片断化(fragmentation),说明caspases蛋白酶家族是引起细胞凋亡的关键分子群,其中caspase-3是凋亡信号传导中的关键效应酶,起凋亡执行器的作用。目前认为心脏移植过程中的重要环节,例如缺血—再灌注损伤,移植后的排斥反应等,均与细胞凋亡及其调控基因关系密切。内、外源性因素直接或间接激活caspase-3蛋白酶,导致某些蛋白质裂解进而引起DNA断裂,染色质浓缩,细胞骨架和结构的破坏而发生细胞死亡。应用选择性或非选择性的caspase蛋白酶抑制剂均可通过不同环节抑制细胞凋亡。大量实验表明:无机元素Zn2+可通过多种途径、在多个环节上抑制caspase-3郑州大学(2004)硕士毕业论文硫酸锌抗大鼠移植心脏早期心肌细胞凋亡的实验研究在哺乳动物不同组织中的活化,发挥抗细胞凋亡作用。但有关z矿十元素通过抑制caspase一3影响细胞凋亡而对移植心脏发挥保护作用的研究,目前国内尚无报道。本实验通过建立改良的Ono大鼠心脏腹腔移植模型,用不同剂量的ZnS仇对心脏移植后的实验动物模型进行处理,观察移植心脏心肌细胞凋亡情况、测定移植心脏心肌组织中casPase一3的表达、移植心脏存活时间。从而探讨大鼠移植心脏心肌细胞凋亡的机制以及ZnS仇在心脏移植早期抗心肌细胞凋亡作用的机制及效果,为临床实践提供理论依据。材料与方法:采用成年健康封闭群大鼠,体重在260一3009,平均280士1鲍。以wistar大鼠为受体,SD大鼠为供体,建立大鼠腹腔心脏移植模型。A组:SD到Wistar大鼠异体心脏移植,术后受体每日两次生理盐水lml腹腔注射作为对照组;B组:SD到Wistar大鼠异体心脏移植作为ZnSO4低剂量组,术后受体每日两次ZnS04溶液1 ml(含ZnSO4 Zmg/kg)腹腔注射;C组:SD到Wistar大鼠异体心脏移植作为ZnS仇高剂量组,术后受体每日两次Znso;溶液1 ml(含ZnSO;sm叭g)腹腔注射。各组分别在术后第4天随机取6只大鼠,采集移植心脏,取移植心脏右心室心肌组织为标本,进行细胞凋亡检测(原位末端标记技术之TUNEL法)和心肌组织casPase一3表达的免疫组化染色(SP法)。每组余下9只观察存活时间。统计方法:用SPSS软件包(10.0版)进行统计学处理。计数资料均以牙士S表示,采用单因素方差分析:以Q=0.05为差异显著性的检验标准。结果:1.移植心脏中心肌细胞凋亡情况:术后第四天,将移植心脏心室组织的细胞凋亡(TUNEL法)切片对照观察,发现各组均可见细胞凋亡的存在,各组凋亡指数(apoPtosis index,Al)组间比较均存在显著差异性,(P<0 .05)。随着znso4剂量增加,凋亡细胞数目下降,显示出一定的剂量依赖关系。2.移植心脏中心肌细胞caspase一3表达情况:术后第四天,将移植心脏心室组织的细胞casPase一3表达(sP法)切片对照观察,各组均可见casPase一3表达阳性的细胞存在,各组easpase一3表达指数(e哪ase一3 ex拼ession index,eEx)组郑州大学(2004)硕卜毕业论文硫酸锌抗大鼠移植心脏早期心肌细胞凋亡的实验研究间比较存在差异性(p<0.05)。随着Znso;剂量增加,easpase一3阳性表达的细胞数目下降,显示出一定的剂量依赖关系。3.A组:移植心脏存活时间6.31土0.80天(n=9)。B组:移植心脏存活时间8.9肚1.95天(n=9)。C组:移植心脏存活时间11.9肚2.98天(n=9)。各组间大鼠移植心脏存活时间比较均表现有显著差异性,(尸<0.05)。4.通过对移植心脏心肌细胞凋亡指数(Al)与Caspase一3表达指数(CEI)进行相关性分析。发现三组间移植心脏心肌细胞凋亡指数(Al)与Caspase一3表达指数(CEI)间呈正相关关系(厂0.808,p<0.01)。结论:1.心脏移植术后移植心脏心肌细胞凋亡数目随着caspase一3表达增加而增多,说明casPase一3与心脏移植术后的心肌细胞凋亡之间关系密切。2.znso;通过影响casPase一3的活化而发挥抗移植心脏心肌细胞凋亡效应;并且较高剂量的ZnSO4可以更有效抑制心脏移植早期的心肌细胞凋亡。3.通过抑制移植术后早期心肌细胞凋亡,ZnSO4可以延缓移植心脏心功能衰竭的过程;并且在一定范围内,这一作用随ZnSO4剂量增加而得到加强。