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研究背景肺动脉高压(Pulmonary hypertension,PH)是以肺血管重塑及肺动脉压力升高为特征的难治性肺血管疾病。PH是引发慢性肺源性心脏病的主要病理基础,其诱发的右心衰竭(Right heart failure,RHF)是致死及不良预后最重要的因素。慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是导致PH最常见的原因,COPD高病残率致使肺动脉高压右心衰竭发病率逐年攀升,病情危重。由于本病发病机制复杂,目前尚无特效的治疗药物及公认的治疗准则。因此探究肺动脉高压右心衰竭防治新策略,具有十分重要的意义。近年来研究发现,炎症反应是导致肺动脉高压右心衰竭发生的重要机制。NLRP3炎症小体介导的细胞焦亡是导致炎症联级反应、诱发肺动脉高压右心衰竭、加速疾病恶化程度的重要因素。自噬通过调节NLRP3炎症小体活化,干预细胞焦亡进而抑制炎症反应可能是治疗肺动脉高压右心衰竭的新途径,但本病发展过程中NLRP3炎症小体介导的细胞焦亡与自噬的相关性及调控机制研究仍待深入探究。红花是治疗心脑血管疾病最常用的中药之一,具有活血化瘀通络之功。羟基红花黄色素A(HydroxysaffloryellowA,HSYA)为红花的主要活性成分。现代药理学研究发现,HSYA在抗炎、抗凝、抗氧化应激等方面卓有成效,然而HSYA在防治肺动脉高压右心衰竭方面的作用机制尚未阐明。研究目的本课题旨在证明HSYA对肺动脉高压右心衰竭的保护作用,并进一步阐明HSYA调控焦亡及自噬发挥心脏保护作用的分子机制,为红花治疗肺动脉高压右心衰竭的药效物质基础及临床应用提供重要科学依据。研究方法一、HSYA对肺动脉高压右心衰模型大鼠的保护作用及分子机制研究SD大鼠一次性腹腔注射60mg/kg野百合碱(Monocrotaline,MCT)构建肺动脉高压右心衰竭动物模型,MCT注射14天后予HSYA(4,8,16mg/kg)腹腔注射给药14天。采用超声心动图检测肺动脉压力、血流动力学、右心功能;利用脏器系数、HE染色、Masson染色检测右心室重构情况;Elisa法检测血清IL-1β、IL-18、ANP、BNP 含量;Western blot、RT-qPCR 检测大鼠右心室心肌组织中焦亡通路 NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β、IL-18,自噬通路 LC3-Ⅱ、P62,凋亡通路Bax、Bcl-2 mRNA及蛋白表达。二、HSYA对AngⅡ诱导H9c2心肌细胞肥大模型的保护作用及分子机制研究利用血管紧张素Ⅱ(Angiotensin Ⅱ,Ang Ⅱ)诱导H9c2细胞构建心肌细胞肥大模型,不同浓度AngⅡ(0.1、1、10、100μM)孵育H9c2心肌细胞24h,采用罗丹明标记鬼笔环肽染色法检测细胞面积;CCK-8法检测细胞存活率;BCA法测定总蛋白量等方法确定Ang Ⅱ诱导H9c2最佳造模条件。其次对AngⅡ诱导H9c2心肌细胞肥大模型予HSYA(6.25、12.5、25μM)治疗24h,采用罗丹明标记鬼笔环肽染色、CCK-8、BCA法证实HSYA抗心肌细胞肥大的作用。最后采用Elisa法检测细胞上清中IL-1β、IL-18含量;Western blot检测HSYA对心肌细胞焦亡信号通路相关蛋白的影响。研究结果一、HSYA对肺动脉高压右心衰模型大鼠的保护作用及分子机制研究本研究表明,与模型组比较,HSYA显著降低肺动脉高压右心衰竭大鼠CI、RVHI、RVMI(P<0.01 或P<0.05)。HE、Masson 染色显示,HSYA 减少肺动脉高压右心衰竭大鼠心肌组织炎症细胞浸润及胶原纤维沉积,改善心肌组织排列紊乱及心肌纤维断裂。超声心动图结果显示,与模型组比较,HSYA显著降低肺动脉高压右心衰竭大鼠mPAP、RVESA(P<0.05),显著升高PAAT/PAET、RVOT CO、RVOT SV、RVEF、TAPSE、FS(P<0.01 或P<0.05)。生化指标检测结果显示,与模型组比较,HSYA显著降低肺动脉高压右心衰竭大鼠血清中BNP、ANP、IL-1β、IL-18 含量(P<0.001 或P<0.01)。RT-qPCR、Western blot结果显示,与模型组比较,HSYA显著降低NLRP3、GSDMD、Caspase-1、IL-1β、IL-18、LC3、Bax mRNA及蛋白表达(P<0.001或P<0.05),显著升高P62、Bcl-2 mRNA及蛋白表达(P<0.001 或P<0.01)。二、HSYA对Ang Ⅱ诱导H9c2心肌细胞肥大模型的保护作用及分子机制研究本研究结果显示,与空白对照组比较,不同浓度(0-100μM)AngⅡ孵育H9c2心肌细胞24h均可显著降低细胞存活率(P<0.001),增加细胞面积及总蛋白量(P<0.05),其中1μM AngⅡ诱导H9c2心肌细胞肥大作用最显著,故选为H9c2最佳造模浓度。与模型组比较,25μM HSYA显著提高AngⅡ诱导肥大心肌细胞存活率(P<0.01),减少总蛋白合成及细胞面积增大(P<0.05),显著降低IL-1β、IL-18含量(P<0.05)。Western blot结果表明,与模型组比较,25μM HSYA显著降低NLRP3、GSDMD、Caspase-1、IL-1β、IL-18焦亡相关通路蛋白表达(P<0.001 或 P<0.05)。研究结论1.研究发现HSYA对肺动脉高压所致的右心衰竭具有显著的改善作用,可显著降低肺动脉压力,改善血流动力学及右心功能,抑制右心室重构,继而改善肺动脉高压右心衰竭。2.研究证实HSYA作用机制可能通过抑制NLRP3/Caspase-1/GSDMD焦亡信号通路、自噬、凋亡部分基因及蛋白的表达,减少炎症因子释放,减轻右室心肌组织炎性细胞浸润及病理性损伤,降低肺动脉压力,改善心肌细胞肥大及右室重构,从而发挥抗肺动脉高压右心衰竭的作用。