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现已证实,高血压左心室肥厚(LVH)是独立于血压之外重要的心血管事件危险因子。高血压病(EH)伴LVH患者急性心肌梗死、心力衰竭、猝死及其他心血管疾病的发病率增加6~8倍。心肌间质纤维化(MF)和心肌细胞(MC)肥大是LNH的主要病理基础,而心脏成纤维细胞(CFs)DNA合成功能增强,并且发生自分泌、旁分泌改变,使胶原蛋白合成增多、排列紊乱,堆积的胶原进一步刺激CFs增殖所形成的恶性循环,是导致MF、引起心肌间质重建的关键因素,并是引发心脏衰竭的核心环节。在EH患者和自发性高血压大鼠(SHR)体内存在着肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)的原发激活,AngII能够促进血管平滑肌细胞(VSMC)增殖和MC肥大,参与心脏和血管的增生性重构过程。因此,EH治疗的新目标已被提高为消退LVH、改善MF和恢复心肌功能。目前认为,他汀类药物(3-hydroxy-3-methy-lglutarylcoenzymeAreductaseinhibitor,HMG-CoA还原酶抑制剂)不仅能显著降低血清胆固醇和低密度脂蛋白,而且还具有抑制VSMC增殖、防止血栓形成及保护内皮等功能,其影响已远超过调脂所带来的效应。关于他汀类药物能否改吾MF,目刖向个十分清楚。本研究拟观察辛伐他汀(Simvastatin,Sim)对AngII介导的CFs增殖和胶原合成的影响,并探讨其可能的作用机制,为LVH的发病机制提供新的理论依据,也为其防治提供新的治疗思路。
本研究以胰酶消化、差速贴壁法培养的新生Sprague—Dawley(SD)大鼠CFs为实验模型,采用3H-脯氨酸掺入法测定胶原合成,3H-胸腺嘧啶核苷(3H—TdR)掺入法测定DNA合成、四氮唑盐(MTT)比色法测定细胞数目,流式细胞仪(FCM)分析技术检测细胞周期,免疫组织化学染色技术分析p21ras蛋白在CFs细胞膜的表达。实验分组:(1)AngII对CFs增殖和胶原合成的影响;(2)Sim对AnglI介导的CFs增殖和胶原合成作用的影响;(3)Sim对p21ras蛋白膜结合的影响。
研究结果表明:(1)鼠CFs在10-7mol/LAngll作用下,3H-脯氨酸掺入率(368±37.25cpm/2000cells)、3H-TdR掺入率(1955±372.45cpm/2000cells)及MTT法A490值(0.393±0.048)均高于空白对照组(304±26.29cpm/2000cells、1598±204.32cpm/2000cells、0.347±37.25),并具有统计学意义(P<0.05);CFs的S期细胞百分率和细胞增殖指数(PI)亦高于空白对照组,G0/G1期细胞百分率则低于空白对照组,并均具有统计学意义(P<0.05)。10-7mol/LAngII作用于CFs6h、12h、24h、36h、48h,随着时间的延长,CFs的3H-脯氨酸掺入率、3H-TdR掺入率、MTT法A490值、S期细胞百分率和PI均逐渐增加,G0/G1期细胞百分率呈递减趋势,与时间呈明显的相关性(均P<0.01)。(2)CFs的3H-脯氨酸掺入率随着Sim干预浓度的增加而降低,其中10-7mol/LSim、10-6mol/LSim和10-5mol/LSim组的3H-脯氨酸掺入率分别为302±43.27cpm/2000cells、259±32.32cpm/2000cells、163±17.53cpm/2000cells,明显低于对照组10-7moI/LAngII(368±37.25cpm/2000ceils),并具有统计学意义(分别P<0.05,P<0.01和P<0.01),而10-8mol/LSim的3H-脯氨酸掺入率为324±53.68cpm/2000cells,与对照组比较无统计学意义(P>0.05);10-5mol/LSim作用CFs6h、12h、24h、36h、48h,随着Sim作用时间的延长,CFs的3H-脯氨酸掺入率逐渐减少,与时间呈明显的负相关(r=-0.943,P<0.01)。(3)随Sim浓度的增高,CFs的3H-TdR掺入率逐渐减少,10-mol/LSim、10-7mol/LSim、10-6mol/LSim和10-5mol/LSim组的3H-TdR掺入率分别为1767±369.71cpm/2000cells、1480±351.64cpm/2000cells、1175±202.66cpm/2000cells和771±164.86cpm/2000cells,均低于对照组10-7mol/LAngII(1955±372.45cpm/2000celis),其中10-8mol/LSim与对照组比较无显著差异(P>0.05),而10-7mol/LSim、10-6mol/LSim及10-5mol/LSim组与对照组比较有统计学意义(分别P<0.05,P<0.01和P<0.01);10-5mol/LSim作用CFs6h、12h、24h、36h、48h,随着Sim作用时间的延长,CFs的3H-TdR掺入率呈递减趋势,与时间呈明显的负相关(r=-919,P<0.01)。(4)10-8mol/L、10-7mol/L、10-6mol/L和10-5mol/LSim作用48小时,CFs的MTT比色法A490值分别为0.376±0.030、0.344±0.038、0.215±0.041和0.163±0.018,CFs的A490值随着Sim干预浓度的增加而降低,其中10-7mol/L、10-6mol/L、10-5mol/LSim组明显低于对照组10-7mol/LAngII(0.393±0.048),并具有统计学意义(分别P<0.05,P<0.01和P<0.01);在10-8mol/LSim作用下,CFs的MTT比色法A490值虽低于对照组,但二者比较无统计学意义(P<0.05);10-5mol/LSim作用CFs6h、12h、24h、36h、48h,随着Sim作用时间的延长,CFs的A40值逐渐减少,与时间呈明显的负相关(r=-935,P<0.01)。(5)FCM细胞周期分析表明,CFs的S期细胞百分率和PI随Sim刺激浓度的增加而呈递减趋势,G0/G1期细胞百分率呈递增趋势,其中10-6mol/LSim、10-5mol/LSim组与对照组10-7mol/LAngII比较,差异非常显著(均P<0.01),10-7mol/LSim与对照组比较差异显著(P<0.05),10-8mol/LSim与对照组比较无统计学意义(P>0.05);10-5mol/LSim作用CFs24h、48h,随着Sim作用时间的延长,CFs的S期细胞百分率和PI也显著降低,48h组明显低于24h组,G0/G1期细胞百分率则进行性上升,48h组高于24h组(P<0.01)。(6)用免疫组化方法进行染色,在加入pananti-p21ras单抗后,可观察用10-5mol/LSim处理的CFs胞浆中出现明显的强染色,表明p21ras蛋白在胞浆蓄积:而加入10-3mol/LMVA后,细胞的周边有类似“新月”形的阳性染色存在,说明p21ras蛋白在细胞膜结合增多。
上述研究结果提示:(1)AngII能够诱导CFs增殖及胶原合成,表明AngII可能在高血压MF致病过程中发挥重要的促进作用;(2)Sim可抑制AngII促CFs增殖、胶原合成以及p21ras蛋白膜结合作用,且呈浓度和时间依赖性,说明Sim不仅能拮抗AngII促CFs胶原合成(近期效应),也可抑制CFs增殖(远期效应),其作用可能通过影响p21ras锚着于细胞膜进而阻断ras介导的胞内信号转导系统,使CFs生长受抑,胶原蛋白堆积减少,最终延缓MF和LVH的发生和发展。
综上所述,从本研究可以看出AngII能够诱导CFs增殖和胶原合成,Sim具有抑制AngII促CFs增殖、胶原合成以及p21ras蛋白膜结合作用并可被MVA所逆转,其作用机制可能由于Sim竞争性阻断HMG-CoA还原酶的结合位点,抑制胆固醇、MVA及其衍生物的合成,从而影响与细胞生长有关的小分子蛋白p21ras的异戊二烯化修饰而使其难以锚定于细胞膜,并进一步阻碍ras介导的Ras/Raf/MAPK细胞内信号转导,最终使细胞不能通过G1/S限制点,导致CFs增殖及胶原合成受抑,其确切的机制还有待进一步研究。