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第一章腹主动脉缩窄性大鼠心肌肥厚病变及丹参酮ⅡA的干预作用
目的:
已知氧化损伤参与了压力超负荷引起的心肌肥厚等病理过程,在心肌纤维化的发生、发展中都起重要作用。传统中药丹参的主要脂溶性单体丹参酮ⅡA是一种有效的抗氧化剂,本实验通过建立腹主动脉缩窄性大鼠模型,观察压力超负荷模型大鼠心肌肥厚和心肌纤维化病变,研究丹参酮Ⅱ A是否对这些病变具有改善作用及其作用的可能机制。
方法:
采用腹主动脉缩窄法(AAC)建立心肌肥厚模型。健康SD雄性大鼠50只,体重190-210g,随机取40只造模,余下10只做假手术。造模结束后一周,存活的35只手术组大鼠随机分为三组:模型组(AAc,n=13),灌胃给予0.5%羧甲基纤维素钠(CMC-Na):模型加丹参酮ⅡA高剂量组(TH,n=11),灌胃给予丹参酮Ⅱ
结果:
1、大鼠AAC5周后,AoSP、AoDP、LVSP以及LVEDP显著升高;±dp/dtmax也有一定增高,但没有统计学差异,这说明AAC大鼠术后血压明显升高,并出现了心脏收缩、舒张功能的障碍,在体心功能下降。高剂量丹参酮ⅡA能显著降低LVEDP,在一定程度上改善AAC大鼠心功能,纠正血流动力学紊乱,但无明显降血压作用。低剂量丹参酮ⅡA对血流动力学的改善作用不明显。
2、大鼠AAC5周后左心室重量与体重比值(LVW/BW)明显增大;HE染色切片显示模型组大鼠左心室呈明显的向心性肥厚生长,VG染色显示心肌胶原容积分数(CVF)明显增大。这些指数说明AAC大鼠术后5周发生了明显的心肌肥厚、心肌纤维化。丹参酮Ⅱ A能够显著抑制这些变化,并具有剂量依赖性。
3、检测到AAC大鼠心肌中MDA浓度显著升高;应用共聚焦显微镜也检测到AAC组大鼠心室肌中O2·-产生明显增多,说明氧化应激反应增强。丹参酮ⅡA能够剂量依赖性减弱心肌组织的氧化应激状态。
4、RT-PCR和Western blot方法都显示CTGF表达水平在AAC组大鼠明显上调,丹参酮Ⅱ A剂量依赖性降低CTGF的表达。
结论:
1、本实验通过复制腹主动脉缩窄性心肌肥厚大鼠模型,观察到血流动力学紊乱及心功能受损的表现,伴有明显的心肌纤维化发生。
2、腹主动脉缩窄模型大鼠心肌处于强的氧化应激状态,并伴有促纤维化细胞因子CTGF的表达上调。
3、丹参酮ⅡA能通过减轻氧化应激状态、下调CTGF表达,有效改善腹主动脉缩窄大鼠的心功能失调及心肌纤维化程度,且呈剂量依赖性。但对血压无明显影响。
第二章丹参酮ⅡA对阿霉素诱导的乳鼠心肌细胞凋亡的保护作用及分子机制
目的:
心肌细胞在各种刺激下可发生凋亡,导致心肌细胞的丢失及继发性成纤维细胞的增殖和瘢痕形成,最终导致心脏收缩和舒张功能受损,诱发心脏衰竭。氧化应激是不同心血管疾病中诱发心肌细胞凋亡的主要因素。氧化应激诱导的心肌细胞凋亡参与了临床常用抗肿瘤药阿霉素的心肌毒性作用,自由基清除剂可对抗阿霉素诱导的心肌细胞凋亡。本研究的目的在于研究丹参酮Ⅱ A是否对阿霉素诱导的乳鼠心肌细胞凋亡具有保护作用,并探讨其可能存在的分子机制。
结果:
1.在本实验中,1 μ M阿霉素作用于心肌细胞24h后,细胞存活率明显下降,Hoechst染色显示在正常心肌细胞核之间有散在分布的凋亡细胞核,流式细胞仪检测到细胞凋亡峰的面积明显增大。
2.丹参酮ⅡA预处理心肌细胞可剂量依赖性抑制阿霉素诱导的细胞存活率下降,Hoechst染色显示的细胞凋亡百分率有明显下降,流式细胞仪的定量检测也得到类似结果。
3.1 μ M阿霉素作用于心肌细胞24h后,倒置荧光显微镜和流式细胞仪检测显示细胞内DCF和DHE荧光强度明显增强,2 μ M丹参酮ⅡA预处理可减少阿霉素引起的心肌细胞活性氧产生。
4.1 μ M阿霉素明显下调心肌细胞Bcl-2表达并上调Bax表达水平,Bcl-2/Bax比值下降,2 μ M丹参酮ⅡA预处理可上调阿霉素引起的Bcl-2/Bax比值下降。
结论:
1、在本实验条件下,阿霉素引发体外培养的乳鼠心肌细胞的氧化应激状态,而诱导心肌细胞发生凋亡。
2、丹参酮ⅡA剂量依赖性抑制阿霉素诱导的心肌细胞凋亡,丹参酮ⅡA的心肌细胞保护作用至少部分是通过它的抗氧化能力而实现的。
第三章 AngⅡ对体外培养的心脏成纤维细胞细胞外基质合成的影响及丹参酮ⅡA的干预作用
目的:
血管紧张素Ⅱ(Ang Ⅱ)是心肌胶原网络重塑的重要促进因子,循环和组织的Ang Ⅱ浓度增高,可促进心肌细胞肥大和间质纤维化,从而参与了心肌重塑的病理过程。心脏成纤维细胞是心脏中数量最多的细胞,各种原因导致的心脏成纤维细胞的细胞外基质合成过多可造成心肌纤维化的发生,体外研究心脏成纤维细胞具有重要的指导价值。本实验通过复制AngⅡ诱导的成年大鼠心脏成纤维细胞(CFbs)胶原表达的细胞模型,研究丹参酮ⅡA对CFbs细胞外基质合成的影响并探讨其机制。
结果:
1、通过检测3H标记的脯氨酸(3H-proline)掺入发现,10-10M到10-6M Ang Ⅱ诱导心脏成纤维细胞胶原合成具有剂量依赖性,Ang Ⅱ在10-8M时对胶原合成的诱导效果达到平台期。
2、10-7M AngⅡ作用于CFbs 24h后显著增加了3H-proline掺入量,2μ M和1μ M TSN预处理则剂量依赖性的抑制了Ang Ⅱ的作用。
3、10-M Ang Ⅱ使CTGF、FN和CollagenⅠI转录明显增加,10 μ M缬沙坦(AT1R拮抗剂)使各基因转录恢复到接近基础水平,说明Ang Ⅱ促进CTGF、FN和CollagenⅠ转录的效果绝大部分是通过AT1受体发挥的。2 μ M和1 μ M TSN预处理1h则剂量依赖性的抑制了AngⅡ的作用,其中2μ M TSN效果与10μ M缬沙坦相当。
4、10-7M Ang Ⅱ作用CFbs 24h后使CTGF和FN蛋白表达明显上调,10 μ M缬沙坦使CTGF和FN蛋白表达恢复到接近基础水平,说明Ang Ⅱ诱导的CTGF和FN蛋白表达的效果绝大部分是通过AT1受体发挥的。2 μ M和1 μ M TSN预处理1h则剂量依赖性的抑制了Ang Ⅱ的作用,其中2μ M TSN效果与10 μ M缬沙坦效果相当。 5、使用倒置荧光显微镜在正常情况下可以在细胞内检测到少量红色荧光,10-7MAngμ作用于细胞后,荧光明显增强,2μ M和1 μ M TSN预处理都明显抑制了Ang Ⅱ的作用,10 μ M缬沙坦可完全拮抗Ang Ⅱ的作用,使荧光强度恢复到正常水平。流式细胞仪检测也得到了类似的结果。
结论:
1、体外成功复制了Ang Ⅱ促进心脏成纤维细胞胶原表达增高的模型。
2、丹参酮ⅡA剂量依赖性抑制Ang Ⅱ促进CFbs细胞外基质表达的作用,该作用主要通过AT1受体介导,与抑制细胞胶原合成有关。
3、Ang Ⅱ可加强CFbs氧化应激反应并使CTGF表达上调,该作用主要通过AT1受体介导;丹参酮ⅡA可减轻Ang Ⅱ诱导的细胞氧化应激并下调CTGF的表达。
第四章 CTGF在Ang Ⅱ诱导的体外培养心脏成纤维细胞细胞外基质合成中的表达变化、调控机制
目的:
CTGF是新近发现的具有多种生物学功能的生长因子,在多种疾病的发生、发展过程中发挥重要作用,尤其与纤维化性疾病关系密切。本实验研究目的在于检测CTGF在AngⅡ刺激的体外培养CFbs胶原合成过程中的表达变化,验证CTGF在此过程中是否具有关键性作用。之后探讨ERK1/2磷酸化信号通路在CTGF表达调控中的作用。
结论:
1、Ang Ⅱ诱导CTGF表达具有随时间和剂量变化的趋势。
2、三对干扰序列中,stealth_1791(S1)是最有效的抑制CTGF基础表达的序列。
3、CTGF在AngⅡ诱导的CFbs胶原表达中具有关键作用。
4、ERK1/2信号通路参与介导Ang Ⅱ诱导的CTGF表达。