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目的:心脏性猝死(sudden cardiac death,SCD)是慢性肾功能衰竭(chronic renal failure,CRF)的重要死因,心脏交感神经重构是引起室性心律失常(ventricular arrhythmia,VA)、SCD的重要机制,本研究旨在阐释CRF通过肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)信号通路引起心脏交感神经重构的假说及其机制,为CRF后恶性心律失常、SCD的防治提供新的治疗靶点。方法:1.通过肾脏5/6次全切除术建立大鼠CRF模型。对CRF大鼠进行阿托伐他汀灌胃法给药、重组人II型TNF-α受体-抗体融合蛋白(Recombinant Human Tumor Necrosis Factor-αReceptor II:Ig G Fc Fusion Protein for injection,Rh TNFR:Fc)(商品名:益赛普)皮下注射给药,探究TNF-α在“肾源性心脏交感神经重构”中的作用机制及阿托伐他汀对其产生的影响。健康雄性Wistar大鼠48只,按随机数字表法分为4组(n=12):假手术组(Sham组)、CRF组、CRF+阿托伐他汀组(CRF+statin组)、CRF+益赛普组(CRF+Rh TNFR:Fc组)。通过一步法大鼠肾脏5/6次全切除术建立CRF模型,Sham组手术过程与CRF组相同,但不进行肾切除。术后第四日,CRF+statin组每日给予阿托伐他汀5mg/Kg灌胃,Sham组、CRF组、CRF+Rh TNFR:Fc组每日给予等量清水灌胃;CRF+Rh TNFR:Fc组给予益赛普0.4mg/Kg皮下注射,2次/周。Sham组、CRF组、CRF+statin组同时每周两次皮下注射等量生理盐水。所有大鼠均饲养8周。2.术前基线(鼠内眦静脉取血)和干预8周后(下腔静脉取血)分别取血测定肾功能;采用酶联免疫吸附(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)法测定TNF-α、白介素-1(Interleukin,IL-1)的表达水平。术后8周,通过心脏彩超记录左室射血分数、左室游离壁厚度;四组中各随机选取6只大鼠,随后进行血流动力学检测术后血压变化,并且留取心肌组织。大鼠心尖部和心底部于-80℃冰箱冻存备用,Western-blot法测定心肌组织生长相关蛋白43(growth-associated protein-43,GAP-43)、神经生长因子(nerve growth factor,NGF)和TNF-α的蛋白表达水平;剩余心室中间部位浸泡于组织固定液中备用,免疫荧光法测定左室心肌组织交感神经分布密度,HE染色测定心肌细胞形态,马松(Masson)染色法测定左室心肌组织纤维化程度。3.对每组中剩余的6只术后8周大鼠进行在体心室电生理实验,测定心室有效不应期(ventricular effective refractory period,VERP)和室颤阈值(ventricular fibrillationthreshold,VFT),评估CRF时心脏电生理指标变化。结果:1.一般状况:肾脏切除术后的大鼠毛发光泽度下降、尿量增多。CRF组、CRF+statin组和CRF+Rh TNFR:Fc组的术后2周、6周、8周体重均较Sham组明显下降(P均<0.05),三组间体重无显著差异。2.肾功能变化:肾脏切除术后的大鼠血肌酐值术后两周内可见明显增高,随后一直保持在高水平状态。CRF组、CRF+statin组和CRF+Rh TNFR:Fc组的术后2周、6周、8周血肌酐值均较Sham组显著增高(P均<0.05),三组间肌酐值无显著差异。3.心脏彩超结果:CRF组、CRF+statin组和CRF+Rh TNFR:Fc组的左室舒张末直径、心室/体重比均较Sham组明显增大(P<0.05),而CRF+statin组和CRF+Rh TNFR:Fc组的心室/体重比较CRF组缩小(P<0.05);四组的左室射血分数、左室后壁厚度和室间隔厚度未见明显差异。4.血流动力学结果:CRF组、CRF+statin组和CRF+Rh TNFR:Fc组的收缩压、舒张压、脉压和平均压均较Sham组显著增高(P<0.05);CRF+Rh TNFR:Fc组的收缩压和脉压较CRF组降低(P<0.05),而CRF+statin组的各项血压指标均较CRF组无统计学差异。5.病理学检测结果:相比较Sham组,CRF组心肌组织表现为心肌纤维走行紊乱,细胞形态不均匀,细胞核大、畸形;而CRF+Rh TNFR:Fc组、CRF+statin组病理学表现较CRF组有所改善。Masson染色显示:相较于Sham组,CRF组心肌组织胶原分数显著升高(P<0.05),而益赛普和阿托伐他汀的胶原分数较CRF组降低(P<0.05)。6.免疫荧光染色结果:CRF组GAP-43、TH阳性的交感神经纤维密度均明显高于Sham组(P<0.05),而CRF+Rh TNFR:Fc组、CRF+statin组有所改善(P<0.05)。CRF组GAP-43和TH阳性的交感神经面积分数较Sham组显著增加(P<0.05),而CRF+Rh TNFR:Fc组、CRF+statin组面积分数低于CRF组(P<0.05)。7.ELISA结果:CRF组TNF-α和IL-1β浓度明显高于Sham组(P<0.05),而CRF+statin组、CRF+Rh TNFR:Fc组的上述指标较CRF组降低(P<0.05)。8.Western-blotting结果:CRF组GAP-43、NGF和TNF-α的蛋白表达较Sham组均明显上调(P<0.05),而CRF+Rh TNFR:Fc组、CRF+statin组GAP-43、NGF和TNF-α蛋白表达低于CRF组(P<0.05);提示益赛普干预可有效减少TNF-α的含量。9.在体左心室电生理结果四组间的VERP无明显差异;CRF组VFT明显低于Sham组(P<0.05),而CRF+Rh TNFR:Fc组、CRF+statin组VFT较CRF组升高(P<0.05)。结论:1.本研究结果提示,CRF大鼠发生了左室重构和电重构,室颤阈值降低。2.CRF大鼠心肌组织TNF-α表达上调,NGF蛋白表达增加,心脏交感神经重构增加,证实了“肾源性心脏交感神经重构”的存在。益赛普干预后,CRF大鼠心肌组织TNF-α蛋白浓度下降,NGF表达下调,心脏交感神经重构减轻,提示炎症机制可能参与其中。此外,益赛普改善了CRF所导致的心肌重构,使室颤阈值增加,提示抑制TNF-α可有效减轻CRF大鼠心脏交感神经重构以及心肌重构、电重构。3.阿托伐他汀治疗后,CRF大鼠TNF-α表达下调,NGF和GAP-43浓度降低,心脏交感神经芽生得到抑制,心肌纤维化减轻,室颤阈值上调,提示阿托伐他汀治疗可能通过抑制TNF-α信号通路改善“肾源性心脏交感神经重构”的发生,从而减轻室性心律失常的易感性。