鹿红方对心肌梗死患者左室重构和心功能的影响及基于心脏干细胞的机制研究

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急性心肌梗死(Acute myocardial infarction,AMI)后继发的左室重构和慢性心功能不全严重影响AMI患者的预后。目前尚没有特异性抑制左室重构的治疗措施。因此,积极探索治疗左室重构的方法对于改善AMI患者的预后具有重要意义。本研究拟观察鹿红方对AMI后左室重构和心功能的影响,探索治疗左室重构的新方法,并基于心脏干细胞进行机制研究。  目的:  1.观察鹿红方对AMI患者左室重构和心功能的影响;  2.研究鹿红方对缺血缺氧模型下心脏干细胞(cardiac stem cells,CSCs)抗凋亡能力的影响,探讨鹿红方抑制AMI后左室重构的机制;  3.研究鹿红方对缺血缺氧模型下CSCs自噬和SDF-1/CXCR4信号通路的影响,探讨鹿红方提高缺血缺氧模型CSCs抗凋亡能力的机制。  方法:  1.鹿红方对AMI患者左室重构和心功能影响的临床研究:  纳入2014年9月至2015年9月在我院住院的AMI患者共70例。经6周引导期后随机分配患者至鹿红组和对照组,每组各35例。对照组采用血管紧张素转换酶抑制剂雅施达+醛固酮拮抗剂螺内酯+基础治疗;鹿红组在对照组治疗方案基础上加用鹿红方。干预期6个月。分别于基线和治疗后采用心脏核磁技术检测患者左室舒张末容积(left ventricular end-diastolic volume,LVEDV)、左室收缩末容积(left ventricular end-systolic volume,LVESV)、左室射血分数(left ventricularejection fraction,LVEF)、左室舒张末内经(left ventricular end-diastolic diameter,LVEDD)、左室收缩末内经(left ventricular end-systolic diameter,LVESD)、室间隔厚度(interventricular septum thickness,IVST)、左室后壁厚度(left ventrieularposterior wall thickness,LVPWT),室壁运动积分指数(wall motion score index,WMSI)以及瘢痕组织比例。并记录治疗前后中医证候积分、明尼苏达心力衰竭生活质量量表(minnesota living with heart failure questionnaire,MLHFQ)积分以及主要心血管不良事件(major adverse cardiovascular events,MACE)的发生率。  2.鹿红方对缺血缺氧模型下CSCs抗凋亡能力影响的实验研究:  二步法分离、培养CSCs。水提法制备鹿红方浸膏粉。取第三代(P3) CSCs,分为对照组(正常培养)与造模组(三气培养箱+无血清培养基制备氧糖剥夺模型)。各造模组分模型组(不予有效干预措施)和鹿红方(LHF)100、200、500、1000μg/mL组。各组予相应干预措施后采用CCK-8法和流式细胞术测定细胞凋亡情况。  结果:  1.鹿红方对AMI患者左室重构和心功能影响的临床研究结果:  (1)鹿红方能有效降低LVEDV(基线128.09±19.32mL,治疗后111.41±12.60mL,t=4.764,P<0.001);其疗效优于对照组(基线时组间均衡,治疗后鹿红组111.41±12.60mL,对照组118.85±14.72mL,t=-2.224,P=0.03);  (2)鹿红方能有效降低LVEDD(基线58.26±8.75mm,治疗后50.06±4.66mm,t=5.542,P<0.001),其疗效优于对照组(基线时组间均衡,治疗后鹿红组50.06±4.66mm,对照组53.97±6.72mm,t=-2.774,P=0.007);  (3)鹿红方能有效降低LVESD(基线42.71±8.75mm,治疗后34.15±4.80mm,t=5.854,P<0.001),其疗效优于对照组(基线时组间均衡,治疗后鹿红组34.15±4.80mm,对照组37.88±6.85mm,t=-2.590,P=0.012);  2.鹿红方对缺血缺氧模型下CSCs抗凋亡能力影响的实验研究结果:  (1)CCK-8测得各组CSCs OD值结果:对照组0.89±0.01,模型组0.21±0.02,LHF100组0.20±0.03, LHF200组0.46±0.02, LHF500组0.48±0.02, LHF1000组0.45±0.01。方差分析得F=747.135,P<0.001。LSD-t检验结果示:对照组与各造模组OD值差异有统计学意义(P<0.001);LHF100组和模型组比较,差异无统计学意义(P=0.456); LHF200组、LHF500组以及LHF1000组和模型组及LHF100组比较,OD值差异有统计学意义(P<0.001);LHF200组、LHF500组以及LHF1000组之间OD差异无统计学意义(P=0.073,P=0.575,P=0.023);  (2)流式细胞分析各组凋亡细胞比例结果:对照组1.29±0.35%,模型组39.82±1.07%, LHF100组37.34±0.96%, LHF200组23.92±1.39%, LHF500组23.79±1.62%,LHF1000组25.81±0.82%。方差分析得F=629.273,P<0.001。LSD-t检验结果示:对照组与各造模组细胞凋亡比例差异有统计学意义(P<0.001);LHF100组和模型组比较,差异无统计学意义(P=0.248);LHF200组、LHF500组以及LHF1000组和模型组及LHF100组比较,凋亡细胞比例显著降低,差异有统计学意义(P<0.001);LHF200组、LHF500组以及LHF1000组之间凋亡细胞比例差异无统计学意义(P=0.871,P=0.028,P=0.020)。  3.鹿红方对缺血缺氧模型下CSCs自噬和SDF-1/CXCR4信号通路影响的实验研究结果:  (1)对SDF-1/CXCR4信号通路的影响:  Western Blot结果显示:模型组与对照组比较,SDF-1和CXCR4的表达显著升高(P<0.001); AMD3100组与模型组比较,SDF-1和CXCR4表达显著升高(P<0.001),提示阻断SDF-1与CXCR4结合后,CSCs对两者的表达反馈性增高;LHF200组与模型组比较,SDF-1和CXCR4的表达显著升高(P<0.001),提示鹿红方促进CSCs表达SDF-1/CXCR4。qRT-PCR结果与Western Blot的结果一致。  (2)对自噬的影响:  Western Blot检测各组细胞自噬蛋白Beclin-1和LC3-Ⅱ表达的结果显示:模型组与对照组比较,Beclin-1和LC3-Ⅱ的表达显著升高(P<0.001);3-MA组与模型组比较,Beclin-1和LC3-Ⅱ表达显著降低(P<0.001); LHF200组与模型组比较,Beclin-1和LC3-Ⅱ表达显著降低(P<0.001),但显著高于3-MA组或LHF200+3-MA组(P<0.001)。qRT-PCR结果与Western Blot的结果一致;免疫荧光结果显示:对照组Beclin-1和LC3-Ⅱ荧光信号较弱;模型组荧光信号最强;3-MA组荧光信号较弱;LHF200组荧光信号较对照组增强,但较模型组为弱;LHF200+3-MA组荧光信号较弱,与3-MA组相似。  结论:  1.鹿红方可显著降低AMI患者LVEDV、LVEDD以及LVESD,抑制AMI后瘢痕组织增长,改善中医证候积分和MLHFQ积分。提示鹿红方能有效抑制左室不良重构,并在改善患者主观症状、提高生活质量方面优于单独使用西药。  2.鹿红方可提高CSCs在缺血、缺氧损伤下的抗凋亡能力,并显示出一定的量效关系,当鹿红方浓度达到200μg/mL即可达到良好的体外抗凋亡效果。这可能是鹿红方抑制AMI后左室重构的机制之一。  3.SDF-1/CXCR4信号通路的激活能提高CSCs在缺血、缺氧应激下的抗凋亡能力;鹿红方具有调节SDF-1和CXCR4表达的效应,并以此提高CSCs在缺血、缺氧应激下的抗凋亡能力;缺血缺氧环境下CSCs存在过度自噬,并增加细胞的凋亡,而适当程度的自噬能提高缺血缺氧环境下CSCs的存活率;鹿红方可通过调节自噬提高缺血缺氧环境下CSCs的抗凋亡能力。
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