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研究背景心肌重构是指心肌在多种病理情况下(如缺血、压力超负荷等)作出的适应性反应,包括心肌细胞肥大、间质纤维化和心肌细胞凋亡等。早期的重构在短期内对维持心功能具有一定的积极作用,但持续的重构会导致心功能失代偿而出现心力衰竭。最近的研究表明,辣椒素敏感的感觉神经功能低下以及microRNA-1、microRNA-133a和结缔组织生长因子(CTGF)的表达异常可能参与了心肌重构的形成。敲除辣椒素受体(VR1)可加重心肌缺血诱导的心肌重构,激活VR1促进感觉神经递质的释放则具有改善心功能的作用,说明病理状态下的心肌重构可能与感觉神经功能低下有关。吴茱萸次碱(Rut)是从中药吴茱萸中提取的一种生物碱,可通过激活VR1促进感觉神经递质——降钙素基因相关肽(CGRP)的合成和释放发挥一系列的心血管保护作用。基于心肌重构可能与感觉神经功能低下有关,因此本实验以异丙肾上腺素(Iso)诱导的心肌重构为模型,探讨降钙素基因相关肽(CGRP)在心肌重构中的作用和机制；并探讨吴茱萸次碱(Rut)对心肌重构的作用和机制。研究方法动物实验SD大鼠每天皮下给予Iso (5mg/kg,连续10天)诱导心肌重构模型,Rut治疗组在皮下注射Iso的同时,灌胃给予不同剂量的Rut(10mg/kg或40mg/kg)。给药结束后,检测大鼠心脏结构的变化(超声心动图)；分离心脏,测量全心重与体重以及左心室重与体重的比值；观察心肌细胞大小的改变(苏木素-伊红染色)以及肥大标志物心钠素(ANP)和脑钠素(BNP) mRNA表达(RT-PCR)的变化；检测心肌细胞凋亡指数(TUNEL染色)以及凋亡相关基因Bax和Bcl-2mRNA的表达(RT-PCR);观察心肌胶原沉积(Masson染色)以及Ⅰ、Ⅲ型胶原和结缔组织生长因子(CTGF) mRNA表达(RT-PCR)的变化；检测心肌组织microRNA-1和microRNA-133a的表达(real-time PCR);取血浆和背根神经节分别检测CGRP的血浆浓度(放射免疫法)和α、β-CGRP mRNA的表达(RT-PCR)。细胞实验体外培养的心肌细胞和心肌成纤维细胞,以Iso来诱导心肌细胞的凋亡和成纤维细胞的增殖,CGRP在Iso处理前1 h给予。药物处理结束后,观察细胞活力的变化(MTT)以及心肌细胞凋亡的改变(Hoechest染色和流式细胞术)；检测心肌细胞Bax和Bcl-2以及成纤维细胞Ⅰ、Ⅲ型胶原和结缔组织生长因子(CTGF) mRNA的表达(RT-PCR);观察心肌细胞microRNA-1和microRNA-133a表达的变化(real-time PCR)以及细胞内活性氧(ROS)水平的改变(DCFH-DA荧光法)。研究结果动物实验与对照组相比,给予Iso后可明显增加大鼠的收缩末左室内径(LEVDs)、收缩末左室后壁厚度(LVPWTs)和舒张末左室后壁厚度(LVPWTd)以及全心重与体重、左心室重与体重的比值,同时心肌细胞横截面积和ANP、BNPmRNA的表达也显著增加；心肌细胞凋亡指数和Bax mRNA的表达较对照组明显升高,而Bcl-2的mRNA表达则显著降低；给予Iso后大鼠心肌组织中胶原的沉积以及Ⅰ、Ⅲ型胶原和CTGF mRNA的表达显著增加；Iso还可明显上调microRNA-1的表达,而microRNA-133a的表达则显著下调；Iso处理大鼠后可显著降低背根神经节α、β-CGRP mRNA的表达和血浆中CGRP的浓度。给予Rut可显著促进CGRP的合成和释放,同时心肌重构得到明显的改善,而预先应用CGRP耗竭剂——辣椒素耗竭CGRP后则可取消Rut的上述有益作用。细胞实验在心肌细胞,Iso处理后可显著降低细胞的活性,增加心肌细胞的凋亡；促凋亡基因BaxmRNA的表达在Iso处理后明显上调,而抗凋亡基因Bcl-2 mRNA的表达并无显著性改变,导致Bax与Bcl-2的比值明显增加；Iso可明显上调心肌细胞microRNA-1的表达以及下调microRNA-133a的表达；另外,Iso处理后还可显著升高细胞内ROS的水平；预先给予CGRP后,可明显降低ROS的产生以及抑制Iso诱导的microRNA-1和microRNA-133a表达的变化,同时心肌细胞的凋亡也显著降低,但CGRP的这种保护作用可被CGRP受体拮抗剂CGRP8-37所取消。在心肌成纤维细胞,Iso处理后可明显增加细胞的增殖活性；Ⅰ、Ⅲ型胶原和结缔组织生长因子(CTGF) mRNA的表达也显著增加；细胞内ROS的水平在Iso处理后也明显高于对照组；预先应用CGRP后也可显著抑制Iso的上述效应,同样,CGRP的这种保护作用可被CGRP8-37所取消。结论1.辣椒素敏感感觉神经的功能减弱以及miRNA-1、miRNA-133a和CTGF的表达异常可能参与了Iso诱导的心肌重构的形成；2.Rut可抑制Iso诱导的心肌重构,其机制与激活VR1促进CGRP的合成和释放,进而调节miRNA-1、miRNA-133a和CTGF的表达有关；3. CGRP对miRNA-1、miRNA-133a和CTGF表达的调节可能与其抑制ROS的产生有关。