急性心肌梗死(Acute myocardial infarction, AMI),可导致恶性心律失常、低血压休克和心力衰竭等严重并发症。其病理生理过程表现为心脏收缩力减弱、顺应性减低,发生梗死区和非梗死区心室结构、形态、大小和功能的改变,即心室重构(ventricular remodeling),从而影响患者的心脏功能和血流动力学,并且决定着梗死后心脏事件发生率和远期预后。研究证实,基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)在AMI后心室重构中起着重要作用。在大鼠、兔子、猪等动物心梗模型中,心肌MMPs部分同工酶含量增高和生物活性的增强,尤其是MMP-9,可以改变细胞外基质,降低左心室舒张功能,参与AMI后心室重构的发生。因此,AMI后MMPs-9的变化及其调控机制一直是近年来被关注和研究的焦点。CD147又称为细胞外MMPs的诱导物(extracellular MMP inducer,EMMPRIN),在体内的分布非常广泛,能够参与各种不同的病理生理过程并具有多种不同功能。在肿瘤、类风湿关节炎、动脉粥样硬化斑块破裂中,CD147表达均显著增加。AMI后CD147的表达特征及其与MMPs的关系目前尚不清楚。本研究通过建立大鼠AMI模型,观察大鼠AMI后CD147和MMPs-9的表达规律,探讨AMI后CD147的表达与MMPs-9的关系及其在AMI后心室重构中的生物学作用。本研究分为四部分:一、大鼠AMI模型的建立以雄性成年Sprague-Dawley大鼠120只为实验对象。随机分为(1)假手术组(Sham组,n=15),(2)4小时组(AMI4h组,n=15)(3)12小时组(AMI12h组,n=15)(4)24小时组(AMI24h组,n=15)(5)3天组(AMI3d组,n=15)(6)1周组(AMI1w组,n=15)(7) 2周组(AMI2w组,n=15)(8)4周组(AMI4w组,n=15)。3%戊巴比妥钠(35 mg/ kg)麻醉后,开胸在在左心耳与肺动脉圆锥之间平左心耳下缘约4mm处结扎冠状动脉,以结扎线以下心肌颜色由鲜红变为紫红色和结扎冠脉I、avL导联心电图ST段抬高大于0.2mV且持续30分钟为手术成功标准。Sham组手术过程同AMI组,但缝线穿过冠状动脉不结扎。各组大鼠于实验终点采取静脉血5毫升,行血流动力学检查后取出心脏行病理学检查并分离非梗死区心肌低温保存。结果显示:(1)AMI组肉眼直视下观察结扎线以下阻断部位心肌颜色由鲜红变为暗紫色,搏动减弱;(2)I、avL导联心电图ST段抬高大于0.2mV,持续30分钟。(3)左室重量指数3天即有增加并持续增加至4周。(4)AMI组术后4小时病理学检查即可见到梗死区心肌水肿明显,细胞界限不清,心肌细胞出现颗粒变性、空泡变性胞浆疏松透明,部分细胞出现坏死,核消失,心肌纤维成波浪状改变。心肌间质水肿出血,有较多中性粒细胞和红细胞浸润。(5)血流动力学测定显示AMI组4小时后LVEDP即持续升高至4周,LVSP、±dp/dt max 4周内持续下降。Sham组以上指标均无明显变化。二、AMI后MMP-9mRNA表达与心室重构关系的研究取大鼠AMI后非梗死区心肌行RT-PCR,观察MMP-9mRNA变化规律,研究MMP-9与心功能及左室重量指数之间的的关系。结果显示:(1)AMI组MMP-9mRNA表达4小时与Sham组无显著性差异,12小时即有明显升高,1周达高峰并在此水平持续至4周。(2)AMI组MMP-9mRNA与LVEDP成正相关(r=0.831,P<0.05),与LVSP(r=-0.802,P<0.05)、±dp/dt max均成负相关(r=-0.840,r=-0.853,P<0.05)。(3)MMP-9mRNA表达与左室重量指数成正相关(r=0.817,P<0.05)。三、大鼠AMI后CD147表达规律的研究取大鼠AMI后非梗死区心肌行RT-PCR及Western blot,分别观察CD147mRNA及蛋白变化规律。取外周血5毫升,分离单核细胞,观察单核细胞CD147mRNA变化规律。结果表明(:1)非梗死区心肌CD147mRNA心梗后4小时即有升高,于1周时达高峰并持续至2周,4周时表达下降;(2)非梗死区心肌CD147蛋白心梗后12小时即有升高,于一周时达高峰并在此水平持续至4周。(3)外周血单核细胞CD147mRNA表达低于非梗死区心肌,但升高趋势相似,存在正相关(r=0.981,P<0.01)。四、AMI后非梗死区CD147与MMPs-9关系的研究取AMI后24小时大鼠外周血5毫升,分离单核细胞。无菌条件下取10只SD仔鼠心室,分离心肌成纤维细胞并行细胞培养,实验用3代细胞。单核细胞与第3代心肌成纤维细胞分别以细胞数0.5:1,1:1,2:1混合培养24h,检测MMPs-9 mRNA表达。单核细胞与第3代心肌成纤维细胞2:1混合,分别加入CD147单克隆抗体1,2,4μL/L,培养24h,检测MMPs-9 mRNA表达。结果显示:(1)AMI后非梗死区CD147mRNA表达与MMP-9mRNA成正相关(r=0.980,P<0.01)。(2)单个核细胞与第3代心肌成纤维细胞分别以细胞数0.5:1,1:1,2:1混合培养时,MMPs-9 mRNA表达升高,分别为0.52±0.11、0.71±0.13、0.83±0.10,组间有显著性差异(P<0.05)。(3)单个核细胞与第3代心肌成纤维细胞以细胞数2:1混合培养,分别加入CD147单克隆抗体1,2,4μL/L后,MMPs-9 mRNA表达下降,分别为0.66±0.07、0.53±0.05、0.37±0.09,组间有显著性差异(P<0.05)。结论:1. AMI后非梗死区心肌MMP-9mRNA表达水平显著上调,并与心室重构有关;2. AMI后非梗死区心肌CD147mRNA和蛋白表达水平显著上调,并与MMP-9mRNA表达水平成显著正相关;3. AMI后非梗死区心肌CD147是MMP-9mRNA表达的重要调节因子。4.外周血单核细胞CD147mRNA表达与非梗死区心肌CD147mRNA表达具有良好相关性,可作为临床检测心肌CD147mRNA表达的间接指标。