缺血后处理促进大鼠心肌细胞增殖的研究

来源 :山西医科大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:sharp_z
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目的:心肌细胞一直被认为属于终末分化细胞,不具有增殖能力。但近年来的研究发现,心肌细胞在生理或病理条件下能进入细胞周期而增殖。缺血后处理(ischemic postconditioning,IPO)对缺血/再灌注损伤保护作用的信号传导机制,不仅能阻止细胞凋亡,还参与细胞周期的调控。提示IPO除了通过抗凋亡保护心肌外,还可能诱发细胞增殖从而修复损伤。实验通过建立大鼠缺血后处理模型,观察细胞增殖的特异指标,探讨IPO是否能诱发心肌细胞增殖,为IPO的心肌保护作用提供新的理论依据和新思路。方法:1.分组和模型的建立。健康成年雄性SD大鼠,体重250~300g。随机分为三组,每组6只:①假手术组(sham operation,S):开胸后仅在左冠状动脉前降支(left anterior descendingartery,LAD)下穿线,不结扎。②缺血再灌注组(Ischemia/Reperfusion,I/R):可逆性结扎LAD造成心肌缺血30min,再灌注。③IPO组:可逆性结扎LAD造成心肌缺血30min,随即进行3个循环再灌注10s/缺血10s的处理,再灌注。④缺血成功的标志:结扎后左室前壁变色,局部心肌由红色变为暗灰色,ST段明显抬高。术后,观察各组1d、3d、7d、14d、30d的各项指标。2.心功能的测定。分别记录各组大鼠不同时间点各项血流动力学指标:左室收缩压(LVSP)、左室舒张末期压(LVEDP)、左室内压上升最大速率(+dp/dtmax)和左室内压下降最大速率(-dp/dtmax)等。3.HE染色检查各组心肌组织的形态学变化,观察并比较I/R和IPO对心肌组织的损伤程度。4.心肌细胞增殖指标的观察。分别采用免疫荧光双标染色法和免疫组化SABC法两种方法定位观察细胞增殖特异性指标:①通过检测5-溴脱氧尿嘧啶核苷(5-bromodeoxyuridine,BrdU)和横纹肌肌动蛋白(α-sarcomeric actin,α-SMA)观察心肌细胞DNA合成;②利用磷酸化组蛋白H3(phosph-Histone H3,H3P)和α-SMA检测心肌细胞有丝分裂;③利用Aurora B和α-SMA检测心肌细胞胞质分裂。再通过Western Blot检测各组大鼠不同时间点心肌组织Aurora B蛋白的表达量。其目的之一是进一步确认心肌细胞的增殖,二是判断IPO诱导心肌细胞增殖的时间趋势。结果:1.IPO干预后可以改善大鼠心功能。术后1d、3d、7d、14d、30d血流动力学的变化:I/R组和IPO组LVSP、+dp/dtmax、-dp/dtmax均明显低于S组,同时LVEDP明显高于S组。与I/R组比较,IPO干预后不同时间LVSP及±dp/dtmax均升高,而LVEDP有下降趋势。2.IPO能减轻再灌注对心肌组织的损伤。HE染色结果显示,S组心肌细胞病理学改变不明显,肌纤维整齐排列,走行自然;I/R组心肌细胞排列紊乱、肿胀明显,炎性细胞浸润显著;IPO组病理学变化较I/R组减轻,肌纤维排列较整齐,细胞肿胀减轻,炎性细胞浸润减少。3.IPO诱导心肌细胞增殖的观察结果:3.1免疫组化SABC法定位观察BrdU、H3P、Aurora B:BrdU、H3P、Aurora B分别染色呈棕黄色为阳性细胞。结果显示,棕黄色阳性目标蛋白颗粒在心肌组织呈散在分布,S组阳性细胞较少,I/R组和IPO组阳性细胞不同程度增多。统计学分析结果显示:BrdUH3P、Aurora B的PU值(x±s)分别为IPO组(7.81±1.39、5.18±0.47、10.75±0.93);I/R组(5.27±1.35、4.23±0.57、8.95±0.68);S组(4.39±1.22、2.97±1.24、5.31±0.50)。①BrdUIPO组的PU值与S组比较,有显著统计学差异(P<0.05)。IPO组与I/R组比较、I/R组与S组比较均在数值上有提高,但无统计学意义。②H3P:各组统计学分析与BrdU一致。③Aurora B:I/R组、IPO组PU值与S组比较,有显著性差异(P<0.01),IPO组与I/R组的PU值比较,也有明显差异(P<0.05)。3.2H3P、Aurora B免疫荧光双标染色结果显示:H3P、Aurora B的阳性细胞数(x±s)分别为IPO组(7.58±1.04、11.23±0.75)、I/R组(5.53±0.64、9.70±0.44)、S组(3.16±0.57、7.76±0.53)。IPO组和I/R组的H3P、Aurora B阳性细胞数均高于S组,经统计学分析有显著性差异(P<0.01),IPO组与I/R组比较也有显著性差异(P<0.05)。以上两种免疫组化方法结果进一步证明H3P、Aurora B在IPO组和I/R组的表达有不同程度的增加,而且两种方法结果一致。H3P采用免疫组化SABC法和免疫荧光双标染色法统计学结果有区别,可能与后者方法灵敏度高有关。4.Western Blot结果显示,不同时间各组大鼠Aruora B蛋白表达为:I/R组和IPO组Aurora B蛋白表达均较S组明显升高,并于第3天和第7天分别达到高峰。统计学分析结果显示,第3天和第7天Aurora B的蛋白表达(x±s)分别为IPO组(1.04±0.19;0.91±0.05)、I/R组(0.73±0.01;0.78±0.02)、S组(0.29±0.04;0.51±0.01)。第3天:IPO组、I/R组和S组比较,有显著性差异(P<0.05),IPO组与I/R组比较,也有显著性差异(P<0.05);第7天:IPO组、I/R组和S组比较,有显著性差异(P<0.01),IPO组与I/R组比较,也有显著性差异(P<0.05)。结论:1.IPO能改善心功能,并减轻缺血再灌注对心肌组织的病理学变化。2.IPO可以诱导心肌细胞增殖的特异性指标BrdU、H3P、Aurora B表达增加。3.IPO除能减少细胞凋亡外,还可以促进心肌细胞增殖补偿受损的心肌细胞,从而达到改善心功能、减轻再灌注损伤的作用。
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