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目的:蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)已经被证实是一种介导心肌肥大的信号分子,研究证实PKC信号通路是人类心脏所有细胞内重要的信号转导系统之一,参与调节了充血性心力衰竭病人心肌重构的病理过程。但目前国内就PKC在阿霉素扩张型心肌病(DCM)大鼠心肌胶原重塑、纤维化中所发挥的作用研究较少。研究认为肾素一血管紧张素一醛固酮系统(RAAS)的过度激活是加重心肌损伤、心肌重塑、促进心力衰竭进展的重要因素。本研究采用经典的阿霉素大鼠DCM心肌胶原重塑动物模型,通过观察PKC与心肌胶原重塑参数的关系以及血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)福辛普利对二者的影响,探讨PKC在RAAS激活相关的心肌胶原重塑中的作用,为发现治疗DCM的新途径以及ACEI拮抗心肌胶原重塑的机制提供实验依据。
方法:44只8周龄雄性SD大鼠(平均体重250+30g)随机分为三组:正常对照组(NC):8只SD大鼠生理盐水2ml/kg腹腔注射,每周一次,连续8周;模型组(ADM组):12只SD大鼠盐酸阿霉素2mg/kg腹腔注射,每周1次,连续8周。福辛普利治疗组(FON组):又分为早期干预组(F1组)和中晚期干预组(F2组),F4组:12只SD大鼠盐酸阿霉素2mg/kg腹腔注射,每周1次,连续8周,福辛普利10mg/kg灌胃给药,于首次阿霉素应用后次日开始,1次/日,连续8周;F2组:12只SD大鼠盐酸阿霉素2mg/kg腹腔注射,每周1次,连续8周,福辛普利10mg/kg灌胃给药,于首次阿霉素应用后30天开始,1次/日,连续4周。末次注射阿霉素后10天,无菌取出大鼠心脏。测量各组SD大鼠心肌组织心重指数(CWI)、左室指数(LVWI);光学显微镜下观察心肌细胞及心肌纤维结构的病理学改变;采用免疫组化方法观察各组大鼠心肌组织Ⅰ、Ⅲ型心肌胶原的表达并计算二者比值;采用Western blotting方法检测大鼠心肌组织PKC的表达。
结果:
1.光镜下心肌病理改变:正常对照组心肌细胞排列整齐,心肌纤维结构清晰,未见心肌纤维破坏;模型组心肌细胞肥大、伸长、灶状坏死,肌质变性,核大、深染,间质纤维化、胶原增生,证实阿霉素诱导SD大鼠心肌纤维化模型造模成功;福辛普利早期干预组死亡率高达75%,与中晚期干预组(17%),早期干预组因大部分死亡未作实验室部分。中晚期干预组大部分心肌组织呈平行排列,结构清晰,间质有少量疏松结缔组织。
2.CWI与LVWI测量结果:模型组(CWI:2.86±0.05、LVWI:2.20±0.02)与正常对照组(CWI:2.78±0.02、LVWI:2.18±0.01)相比,CWI和LVWI均升高,差异有统计学意义(P<0.05);福辛普利治疗组(CWI:2.82±0.06、LVWI:2.18±0.02)与模型组(CWI:2.86±0.05、LVWI:2.20±0.02)比较,均有不同程度下降,差异有统计学意义(P<0.05);福辛普利(F2组)治疗组与正常对照组比较,CWI和LVWI无明显差别,(P>0.05),见表1。
3.心肌Ⅰ、Ⅲ型心肌胶原表达:模型组(Ⅰ:62547.1±2440.8、Ⅲ:49485.0±2020.5、Ⅰ/Ⅲ:1.26±0.01)与正常对照组(Ⅰ:605.1±35.3、Ⅲ:528.2±31.6、Ⅰ/Ⅲ:1.15±0.03)相比,Ⅰ、Ⅲ型心肌胶原的表达及Ⅰ/Ⅲ比值均升高,差异有统计学意义(P<0.01);福辛普利(F2组)治疗组(Ⅰ:15626.2±425.1、Ⅲ:12958.3±36.9、Ⅰ/Ⅲ:1.21±0.02)与模型组(Ⅰ:62547.1±2440.8、Ⅲ:49485.0±2020.5、Ⅰ/Ⅲ:1.26±0.01)比较,Ⅰ、Ⅲ型心肌胶原的表达及Ⅰ/Ⅲ比值均降低,差异有统计学意义(P<0.01);福辛普利(F2组)治疗组(Ⅰ:15626.24±425.1、Ⅲ:12958.3±436.9、Ⅰ/Ⅲ:1.21±0.02)与对照组(Ⅰ:605.1±35.3、Ⅲ:528.2±31.6、Ⅰ/Ⅲ:1.15±0.03)比较,Ⅰ、Ⅲ型心肌胶原的表达及比值仍有升高,差异有统计学意义(P<0.01),见表2。
4.心肌组织PKC的表达:模型组(PKC,14919.25±599.75、PKC/aetin:1.48±0.11)与正常对照组(PKC:8970.87±685.77、PKC/actin:0.79±0.06)相比,PKC的表达增多,差异有统计学意义(P<0.01);福辛普利(F2组)治疗组(PKC:11835±2615.69、PKC/actin:1.08±0.08)与模型组(PKC:14919.25±599.75、PKC/actin:1.48±0.11)比较,PKC的表达降低,差异有统计学意义,(P<0.01)
结论:
1.在阿霉素诱导的扩张型心肌病SD大鼠的心肌纤维化中,PKC可能参与了心肌纤维化;
2.福辛普利中晚期干预能改善DCM大鼠的心肌纤维化,其机制可能与影响PKC表达有关,而早期干预可能会增加死亡率,其机制有待于进一步研究;
3.血管紧张素转换酶抑制剂福辛普利只能部分改善SD大鼠心肌纤维化,仍不能使其达到完全正常状态。