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背景和目的: 胞内受体NOD1和NOD2是新发现的一类参与天然免疫的胞浆蛋白质家族——核苷酸结合寡聚域样受体(thenucleotidebindingoligomerizationdomain—likereceptor,NLRs)中的两个重要蛋白受体。作为一种新的胞内识别受体通过识别外源菌病原体相关分子模式(pathogen-associatedmolecularpatterns,PAMP)而激发机体免疫反应,可以有效调节细胞凋亡和炎症反应病理生理过程。心肌梗死(myocardialinfarction,MI)是严重危害人类健康的疾病,梗死后常伴随心功能下降、心室重塑进而发展为心力衰竭。众所周知,心肌细胞凋亡、炎症细胞因子参与心肌梗死后一系列病理生理学过程。最新研究证实,胞内受体NOD1和NOD2在炎症反应及细胞凋亡中发挥重要作用,但是,其参与调节心肌梗死发生发展的作用机制尚未明了。因此,本研究拟应用心肌梗死动物模型和体外心肌细胞实验,探讨NOD1和NOD2在心肌梗死损伤中的作用及分子机理。 材料和方法: 1.雄性C57/BL6野生型小鼠20只,采用永久性结扎冠状动脉前降支复制心肌梗死模型,随机分为心肌梗死组(MI)、iE-DAP组(MI+iE-DAP)、MDP组(MI+MDP)和假手术组(Sham)。MI+iE-DAP组和MI+MDP组在造模前30min分别腹腔注射iE-DAP(100μg/只)和MDP(100μg/只),MI组及sham组均给与同等剂量的生理盐水。一周后取材固定,TTC染色观察心脏梗死面积的大小; 2.利用H&E染色、免疫组织化学染色法和免疫荧光染色法检测不同组别心脏中巨噬细胞(Mac2-阳性细胞)数量、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素6(IL-6)、单核细胞趋化因子(MCP-1)和血管细胞间粘附分子(ICAM-1)表达水平,观察炎症反应; 3.采用Masson染色法观察心脏胶原沉积的情况,免疫组织化学染色法检测转化生长因子-β(TGF-β)表达水平; 4.采用TUNEL法检测心肌细胞凋亡; 5.应用IsolectinB4染色观察血管新生的情况; 6.体外培养大鼠乳鼠原代心肌细胞,事先用等量的PBS、NOD1激动剂γ-D-glutamyl-meso-diaminopimelicacid(iE-DAP100μg/ml)和NOD2激动剂L-alanyl-D-isoglutamine(MDP1μg/ml)37℃培养30min,采用缺血buffer复制缺血的细胞模型,I/R组先将培养基更换为缺血buffer在37℃培养2小时,然后再更换为完全培养基再灌注24小时并观察,采用原位末端标记(insitunickend-labeling,TUNEL)染色法检测各组心肌细胞凋亡情况; 7.免疫组织化学染色法检测体内小鼠心脏中NOD1和NOD2及其主要信号通路蛋白,如核因子-κBp65(NF-κBp65)、丝裂原激活的蛋白激酶p38(p38MAPK)、e-Jun氨基末端激酶1/2(JNK1/2)的表达水平,探讨NOD1和NOD2在MI损伤中的分子机制。 实验结果: 1.MI模型中NOD1和NOD2的表达水平升高; 2.NOD1和NOD2激活促使心肌梗死面积增大; 3.MI模型中,NOD1和NOD2激活加重了心肌组织结构紊乱(H&E染色)和炎症细胞如巨噬细胞浸润(Mac-2染色)明显增多,以及炎症因子表达水平(MCP-1、ICAM-1、IL-1β和IL-6)均明显升高; 4.NOD1和NOD2激活促进MI模型中心肌纤维化; 5.NOD1和NOD2激活加重MI模型中心肌细胞凋亡; 6.MI模型中,NOD1和NOD2激活可以明显降低心脏组织中血管再生水平(IsolectinB4染色); 7.MI模型中,胞内受体NOD1和NOD2激活明显升高了信号通路NF-κBp65、p38MAPK、JNK1/2的磷酸化表达水平。 结论: MI模型中,胞内受体NOD1和NOD2激活后通过促进其信号通路NF-κdBp65、p38MAPK、JNK1/2的激活,从而加重了炎症反应,间质纤维化,心肌细胞凋亡;加重血管新生障碍。提示NOD1和NOD2可作为心肌梗死损伤的一种新的潜在治疗靶点。