心衰是各种心血管疾病的终末阶段,具有较高的死亡率,如何减慢或延缓心室重塑的进展是心衰治疗领域中的研究热点。同时,人们一直在寻找新的生物学标志物,该标志物不仅要能够反应心衰本身的发生、进展,还要能更早的识别和诊断心衰患者,具有疾病监测及指导治疗的价值,这将有利于改善患者预后,降低死亡率,从而使患者更多获益。心肌重塑是心衰发生与发展重要的病理基础,是心功能由代偿向失代偿演变的关键步骤,BNP、NT-proBNP[2]能很好的反映心室重构的情况,因而被应用于诊断心衰、评估心衰治疗效果及判断心衰预后的指标。当BNP或NT-proBNP不高时，有助于排除左心收缩功能不全的诊断。但由于BNP和NT-proBNP水平受多种因素影响,如心动过速,右心负荷过重,心肌缺血,低氧血症,’肾功能不全,高龄,肝硬化,感染等,使其诊断心衰的价值有所下降。此外,BNP和NT-proBNP与心力衰竭疾病本身的进展无关,监测NT-proBNP并不能改善患者的预后[2]。因此,亟待我们寻找特异性的生化指标或与其配合使用来指导患者的治疗。目前,半乳凝素-3(Galectin-3)被认为是心肌细胞纤维化的新型生物标志物[3]。Galectin-3是由巨噬细胞激活分泌的,可以反映炎症和纤维化激活,具有诱导成纤维细胞增殖、Ⅰ型胶原沉积的作用。有研究表明[4],给予健康SD大鼠连续低剂量心包注射Galectin-3,4周后大鼠出现左心功能不全,进一步研究发现Galectin-3影响胶原蛋白的增生,表现为Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原增加的比例不协调,Ⅰ型胶原的增多率是Ⅲ型胶原增多率的3倍,而Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原的表达增加且增加比率不协调是导致左心功能不全发生的原因之一。另外,Galectin-3可通过促进心脏巨噬细胞浸润、刺激纤维母细胞活化进而参与心肌纤维化的形成,而巨噬细胞和纤维母细胞在心肌纤维化过程中具有重要作用。同样,急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)发生后,大量心肌细胞坏死,炎症因子大量释放,诱导巨噬细胞迁移、纤维母细胞活化、成纤维细胞增生,由此我们推断,急性心肌梗死发生后,可能存在Galectin-3的过度表达,导致不适当的心肌纤维化,进而引发心功能不全的出现。但目前对于Galectin-3在急性心梗发病过程中的作用研究较少,且受那些因素影响也尚不清楚。此外,Galectin-3还可以通过基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)和金属蛋白酶组织抑制剂(tissue inhibitors of metalloproteinases,TIMPs)抑制细胞外基质的降解,从而导致心肌成纤维细胞增生,胶原蛋白合成增加。有研究表明[5]，MMPs/TIMPs平衡是维持心肌成纤维细胞胶原合成与降解代谢平衡的关键。如果MMPs的活性过度增加或者MMPs/TIMPs(比例)严重失调,将导致心室重构、心肌纤维化的发生[6]。心力衰竭时,心肌MMPs/TIMPs的平衡状态被破坏,不仅使MMPs持续激活,还可引起细胞外基质(Extracellular matrixc, ECM)的蛋白水解和相应的心肌重构。有实验证明,除MMPs/TIMPs比例失调会导致心肌重构外,MMPs还可通过其他途径导致心肌重构的发生。如心肌细胞受损后,ECM退化,导致心肌排列紊乱,收缩功能异常,为进一步的细胞外基质重构奠定了基础。而且在ECM退化的刺激下,机体通过增加ECM的合成以期维持平衡,但这种增生往往是过度的,组成成分也是不恰当的。胶原和纤连蛋白等ECM组分在数量上的增长使心肌僵硬,收缩无力,舒张障碍。此外,MMPs通过趋化作用使纤维细胞进入其作用后的区域,介导TNF-α、TGF-β等细胞因子活化,刺激心肌纤维细胞大量增生,启动胶原及纤黏连蛋白基因的转录。上述细胞因子可促进胶原合成、破坏心肌细胞,这将导致MMPs表达增加,由此形成恶性循环,加速心室重构。因此,MMPs及MMPs/TIMPs平衡对心室重塑的发展有着重要的影响。Galectin-3既能影响MMPs的活性,也能引起TIMPs功能改变,那么Galectin-3对MMPs/TIMPs是如何影响的,这也是本研究关注的另一焦点。另外,还有实验研究发现,在心力衰竭治疗中联合应用血管紧张素转换酶抑制剂和MMPs抑制剂可减轻左室扩张而不引起心肌硬化,说明有效控制MMPs的功能,是防治心肌重塑的手段之一。Hayashidani等[7]发现氟伐他汀可抑制左室胶原酶、MMP-2、MMP-13的表达,减少心脏胶原容积分数,减轻心梗后大鼠心肌肥厚和间质纤维化,说明他汀可能会引起MMPs/TIMPs比率的变化,进而影响心肌纤维化。这也是本研究要探讨的另外一个重要问题。本研究中,首先选取106例急性心梗患者为研究对象,常规接受PCI治疗。根据患者的症状、体征及NT-proBNP、EF值等结果,诊断其心功能分级,然后分析心功能与Galectin-3的关系。其次,通过结扎雌性大鼠冠状动脉左前降支(LAD)建立心梗后心衰动物模型,4w后灌胃大鼠阿托伐他汀,设立假手术组,模型对照组及药物干预组。再连续给药4w后,进行如下检测：ELISA法检测血清中BNP、Galectin-3水平；HE染色和Masson染色观察心肌病理形态学；Western-blot检测MMP-2和TIMP-2的表达；明胶酶谱法检测MMP-2的活性；实时定量PCR检测胶原蛋白Ⅰ、胶原蛋白Ⅲ、MMP-2和TIMP-2的mRNA表达。最后,体外分离培养大鼠心肌成纤维细胞,以AngⅡ诱导心肌成纤维细胞增殖模型,并给予外源性阿托伐他汀进行干预,进行如下检测：MTT法检测细胞增殖；ELISA法检测血清中羟脯氨酸、PⅠCP和PⅢNP含量；实时定量PCR检测胶原蛋白Ⅰ、胶原蛋白Ⅲ、MMP-2和TIMP-2的mRNA表达。本研究结果显示：①随着患者心功能的不断恶化,Galectin-3呈逐渐升高的趋势,应用阿托伐他汀干预4周后,Galectin-3水平下降。②成功建立心梗后心衰的大鼠模型。与假手术组比较,模型对照组大鼠血请BNP水平增高；心肌细胞排列紊乱,大量纤维组织增生；与模型对照组比较,阿托伐他汀干预组大鼠血清BNP、Galectin-3水平下降；心肌细胞排列较整齐,纤维增生程度减弱；MMP-2活性下降；胶原蛋白Ⅰ、胶原蛋白Ⅲ、MMP-2和TIMP-2的mRNA表达有所下降。进一步研究发现,经阿托伐他汀干预后,MMP-2/TIMP-2比率升高,心肌纤维化程度降低。③体外成功培养大鼠心肌成纤维细胞,并建立AngⅡ诱导的大鼠心肌成纤维细胞增殖模型。与模型组相比,AngⅡ组心肌成纤维细胞分泌脯氨酸、PⅠCP和PⅢNP含量增加,胶原蛋白Ⅰ、胶原蛋白Ⅲ、MMP-2和TIMP-2的mRNA表达增多,且经阿托伐他汀干预后,MMP-2/TIMP-2比率升高。综上,Galectin-3可能预测急性心梗后心衰的发生,应用阿托伐他汀后,Galectin-3水平下降,心肌纤维化程度降低,说明Galectin-3可用于或与其他指标联合用于评价心功能：初步探讨了阿托伐他汀抑制心肌纤维化的机制可能为：①抑制Galectin-3表达,导致MMP-2、TIMP-2的功能及表达量降低,减轻心肌纤维化。②抑制心肌成纤维细胞合成胶原蛋白Ⅰ和胶原蛋白Ⅲ的合成,减轻心肌纤维化。③应用阿托伐他汀后，MMP-2/TIMP-2的表达比率上调,使胶原的降解大于合成,进而减轻心肌纤维化。