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背景:急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是指冠状动脉急性闭塞致血流中断所引起的局部心肌的缺血性坏死,已成为世界上发病率和死亡率最高的疾病之一。心肌再灌注治疗是AMI患者最主要的治疗措施,包括药物溶栓治疗,经皮冠状动脉介入术和冠状动脉搭桥术等,然而心肌经缺血一段时间后再恢复灌注可导致组织的进一步损伤,即缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury,IRI)。因此,预防和治疗心肌缺血再灌注损伤成为治疗AMI患者的重要任务之一。白介素(Interleukin)-23和IL-17A作为强效促炎细胞因子参与了多种炎症性疾病的发生发展。研究发现IL-23,IL-17A和JAK2/STAT3信号通路三者关系十分密切,IL-23可以调节IL-17A的表达,且该调节作用可能与JAK2/STAT3信号通路的激活相关。既往研究已证实IL-17A在心肌缺血再灌注损伤中发挥了重要的作用。因此,本研究主要探讨IL-23-JAK2/STAT3-IL-17A轴的关系及在心肌缺血再灌注损伤中的作用及其可能的机制,阐明心肌缺血再灌注损伤的重要机制,为预防和治疗心肌缺血再灌注损伤提供新思路。方法:1.细胞实验:分离并培养SD大鼠乳鼠心肌细胞,建立心肌细胞缺氧再复氧(H/R)模型,分别给予外源性IL-23因子,IL-23中和抗体及JAK2/STAT3信号通路抑制剂AG490后,检测心肌损伤指标LDH和CK,氧化应激指标SOD和MDA,炎症指标TNF-α和IL-6,心肌细胞凋亡率,Western Blot检测IL-23、IL-17A,凋亡相关蛋白Bcl-2和Bax,信号通路相关蛋白JAK2、P-JAK2、STAT3、P-STAT3的表达。2.动物实验:首先构建携带IL-23的穿梭质粒并进行同源重组,在HEK293细胞中进行腺病毒包装形成Ad-IL-23,扩增并纯化后获得病毒液,保证滴度达到动物实验要求。将SPF级成年雄性SD大鼠90只(体重200-250g)随机分为以下6组,每组15只:假手术组(SO)、缺血再灌注组(I/R)、空病毒+I/R组(Ad-GFP+I/R)、IL-23+1/R 组(Ad-IL-23+1/R)、IL-23 抗体+I/R 组(anti-IL-23+1/R)、IL-23+AG490+I/R组(Ad-IL-23+AG490+I/R)。重组腺病毒转染心肌3天后,建立心肌缺血再灌注损伤模型(缺血30分钟再灌注4小时)。测定心肌梗死面积,血清LDH和CK的水平,心肌组织SOD和MDA,炎症因子TNF-α和IL-6的含量,心肌细胞凋亡率,Western Blot检测心肌组织IL-23、IL-17A水平,凋亡相关蛋白 Bax、Bcl-2 和 caspase-3 水平,信号通路相关蛋白 JAK2、P-JAK2、STAT3、P-STAT3 表达。结果:1.细胞实验:与 Control 组相比,H/R 组 LDH、CK、TNF-α、IL-6 以及 MDA含量显著增多,SOD活性降低,IL-23、IL-17A、Bax含量明显上升,Bcl-2表达减少,细胞凋亡率增高(以上P<0.05);与H/R组相比,IL-23+H/R组LDH、CK、TNF-α、IL-6以及MDA含量进一步增多,SOD活性显著降低,IL-23、IL-17A、Bax含量明显上升,Bcl-2表达显著降低,细胞凋亡率显著增高,P-JAK2、P-STAT3水平增高(以上 P<0.05);而 anti-IL-23+H/R 组 LDH、CK、TNF-α、IL-6 以及MDA含量降低,SOD活性增加,IL-23、IL-17A、Bax含量减少,Bcl-2表达增多,细胞凋亡率减低,P-JAK2、P-STAT3水平降低(以上P<0.05);与IL-23+H/R组相比,IL-23+AG490+H/R 组 LDH、CK、TNF-α、IL-6 以及 MDA 含量降低,SOD活性增加,IL-17A、Bax含量减少,Bcl-2表达增多,细胞凋亡率减低,P-JAK2、P-STAT3水平降低(以上P<0.05)。2.动物实验:成功构建出Ad-IL-23重组腺病毒,经扩增并纯化得到病毒滴度约为1×1011 PFU/mL;与SO组相比,I/R组血清LDH、CK水平显著升高,心肌组织TNF-α、IL-6及MDA表达增高,SOD活性降低,IL-23、IL-17A水平明显升高,心肌细胞凋亡率升高,凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax比值减小,caspase-3水平升高(以上P<0.05);与I/R组相比,Ad-GFP+1/R组以上各项指标均无显著差异(以上P>0.05);Ad-IL-23+I/R组心肌梗死面积扩大,血清LDH、CK水平进一步升高,心肌组织TNF-α、IL-6及MDA表达显著增高,SOD活性显著降低,IL-23、IL-17A水平明显升高,心肌细胞凋亡率升高,凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax比值进一步减小,caspase-3水平明显升高,P-JAK2、P-STAT3水平增高(以上P<0.05);而anti-IL-23+I/R组心肌梗死面积减小,血清LDH、CK水平显著降低,心肌组织TNF-α、IL-6及MDA表达降低,SOD活性升高,IL-23、IL-17A水平明显降低,心肌细胞凋亡率降低,凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax比值增大,活化型caspase-3 水平降低,P-JAK2、P-STAT3 水平降低(以上 P<0.05);与 Ad-IL-23+1/R组相比,Ad-IL-23+AG490+I/R组心肌梗死面积减小,血清LDH水平降低,心肌组织TNF-α、IL-6及MDA表达降低,SOD活性升高,IL-17A水平明显降低,心肌细胞凋亡率降低,凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax比值增大,caspase-3水平降低,P-JAK2、P-STAT3 水平降低(以上 P<0.05)。结论:1.细胞水平研究证实IL-23可发挥加重心肌细胞损伤效应,而这种效应可能与加重氧化应激、炎症反应以及促进细胞凋亡有关;IL-23可以调控IL-17A的表达,且与JAK2/STAT3信号通路的激活相关;IL-23-JAK2/STAT3-IL-17A轴参与介导了心肌细胞缺氧再复氧损伤的加重;2.携带IL-23基因的重组质粒经AdEasy腺病毒包装系统包装后成功获得重组腺病毒Ad-IL-23,通过扩增和纯化获得的病毒滴度约为1×1011 PFU/mL;3.动物水平研究进一步证实IL-23可能通过加重氧化应激、炎症反应以及促进细胞凋亡而发挥加重心肌损伤效应;IL-23通过激活JAK2/STAT3信号通路而调控IL-17A的表达;IL-23-JAK2/STAT3-IL-1 7A轴参与介导了心肌缺血再灌注损伤的加重;