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目的: 缺血预处理(Ischemic Preconditioning, IPC)是一种对缺血再灌注心肌的内源性保护机制,主要通过抑制心肌细胞凋亡减少心肌梗死面积。但IPC是否能够通过刺激细胞增殖,补充心肌细胞数量来修复受损心肌组织尚不明确。本研究通过建立大鼠缺血预处理模型,对细胞增殖指标Ki67进行检测,观察心肌细胞的增殖;通过检测特异心肌早期转录因子Nkx2.5、GATA4以及干细胞标记物c-Kit的表达水平,探究增殖细胞的来源。 方法: 1.动物模型建立。雄性健康Vista大鼠,8周龄(220±25g),随机分为3组:假手术组(Sham)、缺血再灌注组(I/R)、缺血预处理组(IPC)。于术后1天、3天、7天、14天处死大鼠并取材,分别对相关指标进行检测。 2.心肌组织的形态学检测。HE染色法观察比较Sham、I/R和IPC组心肌组织的损伤程度。 3.细胞增殖指标Ki67的检测。采用免疫荧光双标染色法和免疫组织化学SABC法检测Ki67在处理组各时间点的表达情况,并镜下随机选取十个视野对阳性细胞数进行统计。 4.心肌组织中新生心肌细胞来源的指标分别用RT-PCR、western blot、免疫组织化学法检测。 (1)采用RT-PCR检测特异心肌早期转录因子Nkx2.5、GATA4以及干细胞特异标记物c-Kit的表达; (2)运用western blot检测GATA4以及干细胞特异标记物c-Kit的表达; (3)组织水平利用免疫组织化学SABC法检测GATA4、Nkx2.5的表达,免疫荧光双标染色法检测各时间点GATA4、Nkx2.5、c-Kit的表达,统计阳性细胞数。 结果: 1.模型的建立。缺血成功判定:结扎过程ST段抬高;恢复血液的再灌,ST段恢复至正常。 2.肌组织HE染色。对各组心肌组织行HE染色,于镜下进行观察,Sham组心肌病理改变不明显,肌纤维走行自然,排列整齐;I/R组心肌细胞明显膨大,部分细胞胞膜及细胞核发生溶解,排列紊乱、炎性细胞浸润显著,而IPC组病理改变明显减轻,肌纤维的排列相对整齐,细胞的肿胀减轻较明显,炎性细胞在组织内浸润减少。 3.心肌细胞增殖指标Ki67检测结果。 (1)免疫组织化学SABC法检测Ki67:Sham组的阳性细胞非常少,I/R组和IPC组的阳性细胞数在术后增多,但程度不同。与Sham组比较,术后各时间点IPC组阳性细胞显著增多具有统计学意义(P<0.01)。与I/R组比较,IPC组Ki67阳性细胞数在术后第三天和第七天具有统计学意义(P<0.01)。 (2)Ki67免疫荧光双标染色法检测检测结果:IPC组与Sham组比较,在术后第一天,第三天和第七天阳性细胞数差异显著(P<0.05);术后第三天、第七天IPC组和I/R组比较也具有统计学意义(P<0.05)。 4.心肌组织中新生心肌细胞来源的检测结果 (1)mRNA水平检测c-Kit、Nkx2.5、GATA4的表达结果: 经RT-PCR检测,IPC组和I/R组,c-Kit、Nkx2.5和GATA-4的表达趋势相近,确定IPC组c-Kit表达量峰值在第三天, I/R组出现在第七天,且具有统计学意义(P<0.01)。 (2)蛋白水平检测c-Kit、GATA4的表达结果 Sham组c-Kit、GATA4有微量的表达。IPC和I/R组表达量均有显著增加。IPC与I/R组比较,二者表达水平于第一天,第三天和第七天比较有统计学意义(P<0.05)。 (3)组织水平检测Nkx2.5、GATA4的表达 免疫组织化学SABC法检测Nkx2.5、GATA4表达:对照组Nkx2.5、GATA4几乎没有阳性结果,IPC组和I/R组阳性单位增加,其在术后显著大于Sham组,IPC组在第一天,第三天和第七天与I/R组比较具有统计学意义(P<0.05)。 免疫荧光双标法检测c-Kit、Nkx2.5、GATA4(c-Kit分别与Nkx2.5、GATA4组合):处理后各时间点Sham组两指标阳性单位均显著少于IPC组和I/R组(P<0.05)。组间比较,术后第一天,第三天和第七天阳性细胞数比较具有统计学意义,且IPC组的阳性细胞数在第三天达到峰值(P<0.05)。 结论: 1.IPC可有效减少心肌梗死面积,减轻心肌梗死病理学改变。 2.IPC可以增加细胞增殖特异性指标Ki67的表达,促进心肌细胞再生。 3.IPC及I/R使得Nkx2.5、GATA4、c-Kit阳性细胞数增加,但二者峰值出现时间不同,IPC组在第三天,I/R组在第七天,且IPC较I/R更能促进相关指标的阳性细胞数量增加。 4.步判断c-Kit阳性细胞可能作为新生心肌细胞的来源,分化为心肌细胞,参与受损心肌细胞的修复。