论文部分内容阅读
心肌梗死是心血管疾病中的急危重症,心梗后并发心律失常可导致心源性猝死的发生,严重影响患者的生存结局。近年来,自噬在心血管研究中倍受关注。其既可作为心肌存活的保护因子,又可作为心肌细胞死亡的危险因子,广泛参与了心血管病理生理过程。心肌梗死后心肌自噬水平的变化及其对并发心律失常的潜在影响值得研究。缝隙连接蛋白43(CX43)是构成心脏缝隙连接的最基本结构蛋白,CX43表达降低会直接导致心肌细胞间电传导障碍。而自噬是蛋白质降解的主要途径之一,心梗后自噬的过度激活会加速CX43降解,甚至会导致心肌细胞死亡,从而大大增加心律失常的发生风险。心梗后并发心律失常的中医病机多为本虚标实,以气虚、阴虚、血瘀证多见,中医药在心律失常治疗方面有着良好的临床疗效,具有养阴益气、活血化瘀、复脉定悸功效的稳心颗粒作为代表药物,其保护心脏降低心梗后心律失常发生风险的机制是否与干预心脏自噬、改善缝隙连接蛋白表达相关,这是一个值得研究的科学问题。本研究首先探讨了在心肌梗死动物模型中,心脏自噬、心肌CX43表达水平的变化以及它们与心律失常发生之间的相关性。在此基础上,进一步从PI3K-AKT-mTOR自噬通路分析研究稳心颗粒改善CX43表达,降低心梗后心律失常发生风险的心脏保护机制,希望能够为揭示中医药防治心梗后心律失常分子机制提供新的实验证据。目的:1研究心肌梗死后心脏自噬变化及其与心律失常发生的相关性。2研究稳心颗粒干预PI3K-AKT-mTOR自噬通路,改善CX43表达的心脏保护机制。方法:1制备心肌梗死大鼠模型并探讨心梗后心律失常发生与自噬的关系:采用冠状动脉结扎法制备模型,根据心电图、心脏大体、切片结构观察、苏木素-伊红(HE)染色、Masson染色、小动物心脏超声心动图对心肌梗死后大鼠心脏形态结构、功能变化进行评价。电刺激检测室颤阈值,异丙肾上腺素诱发室性心律失常记录室性心动过速持续时间,透射电子显微镜观察心肌细胞自噬,蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测自噬与CX43表达变化,免疫组织化学染色检测心肌梗死大鼠缝隙连接蛋白43(CX43)表达分布的变化,通过相关分析探讨自噬相关蛋白酵母ATG6同源物(Beclin1)、微管相关蛋白1A/1B-轻链3(LC3Ⅱ/LC3Ⅰ)、选择性自噬接头蛋白1(P62)、CX43及心梗后心律失常发生之间的相关关系。2观察稳心颗粒对梗死后心肌心律失常发生风险及心脏结构功能影响:稳心颗粒给药4周后采用电刺激检测室颤阈值,异丙肾上腺素诱发室性心律失常记录室性心动过速持续时间的变化,采用心脏大体、切片结构观察、苏木素-伊红(HE)染色、Masson染色、小动物心脏超声心动图观察心脏结构及功能变化。3观察稳心颗粒对心脏自噬、CX43及自噬通路蛋白表达的影响:采用透射电镜技术观察给药后心脏自噬变化,Western Blot检测给药后自噬相关蛋白Beclin1、LC3Ⅱ/LC3 Ⅰ、P62表达及CX43、p-CX43(S368)表达变化,免疫组织化学、免疫组织荧光检测自噬表达与CX43表达分布的改变,Western Blot检测自噬通路磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)、p-PI3K、蛋白激酶 B(AKT)、p-AKT(473)、p-AKT(308)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、p-mTOR表达的变化,激光共聚焦检测自噬LC3与CX43荧光强度改变;原位末端转移酶标记(TUNEL)技术检测心肌细胞凋亡率,探讨稳心颗粒发挥心脏保护作用的分子机制。结果:1心肌梗死术后24小时可见病理性Q波形成。术后4周,心脏大体观见模型组梗死区域颜色发白,室壁变薄,心脏切片可见心室腔增大;HE染色及Masson染色可见心肌纤维断裂、心肌细胞排列紊乱,心肌纤维胶原容积分数显著增加(P<0.01)。心脏超声心动图检测结果显示,与假手术组相比,模型组大鼠左心室舒张末期前壁厚度(LVEDAW)、室间隔厚度(IVSED)、后壁厚度(LVEDPW)及收缩末期前壁厚度(LVESAW)、室间隔厚度(IVSES)、后壁厚度(LVESPW)、左室射血分数(LVEF)、左室短轴缩短率(LVFS)均显著减少(P<0.01),左室舒张末期内径(LVEDD)、左室收缩末期内径(LVESD)、左室舒张末期容积(LVEDV)、左室收缩末期容积(LVESV)均显著增加(P<0.01);术后4周,模型组电刺激测定室颤阈值显著降低(P<0.01),异丙肾诱导心律失常室性心动过速持续时间显著延长(P<0.01),透射电镜可见自噬泡及自噬体形成,Wes tern Blot观察到自噬相关蛋白Beclin1、LC3Ⅱ/LC3I蛋白表达水平显著提高(P<0.01),P62蛋白表达显著降低(P<0.01),CX43蛋白表达显著降低(P<0.01),p-CX43(S368)蛋白表达显著增加(P<0.01),免疫组织化学染色可见假手术组CX43阳性表达主要分布在心肌细胞间闰盘处,呈线状排列整齐,模型组CX43呈点状分布紊乱,CX43阳性表达平均光密度值明显降低(P<0.01);通过相关性分析表明CX43表达与室颤阈值呈显著正相关关系(P<0.01),Beclin1、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ表达与室颤阈值间存在显著负相关关系(P<0.01),P62表达与室颤阈值间存在显著正相关关系(P<0.01);Beclin1、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ表达与CX43表达存在显著负相关关系(P<0.01),P62表达与CX43表达存在显著正相关关系(P<0.01)。2稳心颗粒治疗4周后,与模型组相比,稳心颗粒高剂量组室颤阈值显著提高(P<0.01),异丙肾诱导室性心动过速持续时间缩短(P<0.05);心脏大体及切片观可见给药组梗死区范围减小,心室腔缩小,室壁增厚;HE染色及Masson染色可见给药组心肌纤维排列紊乱状态逐渐改善,心肌纤维化面积缩小,心肌纤维胶原容积分数显著减少(P<0.01);超声心动图结果显示,稳心颗粒低剂量组大鼠LVESAW显著增加(P<0.01),IVSED 增加(P<0.05),LVEDD、LVEDV 显著降低(P<0.01),其于指标差异无统计学意义(P>0.05);稳心颗粒高剂量组大鼠LVEDAW、IVSED增加(P<0.05),LVESAW、IVSES、LVEDPW、LVESPW、LVEF、LVFS 显著增加(P<0.01),LVEDD、LVESD、LVEDV、LVESV 显著降低(P<0.01)。3稳心颗粒治疗4周后,稳心颗粒低、高剂量组透射电镜内较少见自噬体,Western Blot检测可见,与模型组相比,稳心颗粒低剂量组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ表达降低(P<0.05),Beclin1表达显著降低(P<0.01),P62表达差异无统计学意义(P>0.05);稳心颗粒高剂量组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、Beclin1蛋白表达显著降低(P<0.01),P62蛋白表达显著增加(P<0.01);稳心颗粒低、高剂量组CX43表达增加(P<0.05),稳心颗粒高剂量组p-CX43(S368)表达降低(P<0.05),稳心颗粒低剂量组p-CX43(S368)表达降低,但无统计学意义(P>0.05);免疫组织化学染色及免疫荧光染色观察到,稳心颗粒低、高剂量组Beclin1阳性表达平均光密度值显著降低(P<0.01),稳心颗粒高剂量组LC3阳性表达平均光密度值显著降低(P<0.01),CX43阳性表达平均光密度值明显提高(P<0.01),CX43呈线状分布于闰盘处。稳心颗粒低剂量组AKT蛋白表达增加(P<0.05),其于指标无统计学意义(P>0.05);稳心颗粒高剂量组 PI3K、mTOR、p-PI3K、p-AKT(308)表达增加(P<0.05),AKT、p-AKT(473)、p-mTOR表达显著增加(P<0.01);共聚焦结果显示,与模型组相比,稳心颗粒低剂量组LC3荧光强度降低(P<0.05),CX43荧光强度增强(P<0.05),稳心颗粒高剂量组LC3荧光强度显著降低(P<0.01),CX43荧光强度显著增加(P<0.01),TUNEL染色结果显示,与假手术组比较,模型组大鼠心肌细胞凋亡率显著升高(P<0.01);与模型组相比,稳心颗粒低剂量组凋亡率下降(P<0.05),稳心颗粒高剂量组心肌细胞凋亡率显著降低(P<0.01)。结论:1心肌梗死后心律失常发生风险增加与心肌梗死后自噬过度激活及CX43表达降低密切相关。2稳心颗粒能改善心梗大鼠心脏结构和功能并降低心律失常发生风险。3稳心颗粒的心脏保护机制与激活PI3K-AKT-mTOR信号通路,改善心梗大鼠心脏自噬和CX43表达有关。