前列腺素在心肌缺血-再灌注損傷中的功能研究與應(yīng)用.pdf

1、本文主要從以下幾個(gè)部分展開論述：
　　第一部分 前列腺素通路對心肌缺血/再灌損傷的作用
　　目的：
　　缺血性心臟病和心肌梗死(MI)是導(dǎo)致心血管疾病死亡的主要原因，通常是由于冠狀動(dòng)脈急性血栓性閉塞。在心臟缺血再灌注（I/R）過程中，各種介質(zhì)，例如腺苷、內(nèi)皮素和一氧化氮，參與調(diào)節(jié)心肌缺血再灌注損傷過程。缺血再灌注損傷中，前列腺素合成增加，參與調(diào)節(jié)心臟功能，例如激活前列腺素(PG)I受體，增加PGI及其類似物能有效降低缺

2、血再灌注損傷。然而，內(nèi)源性PGE合成途徑與受體在心肌缺血再灌注損傷中的作用及機(jī)制不清。本研究旨在探究前列腺素E合成與響應(yīng)途徑對心肌缺血再灌注損傷的影響及作用機(jī)制。
　　方法：
　　實(shí)驗(yàn)分為心梗后基因表達(dá)分析和前列腺素合成與響應(yīng)通路在I/R中的功能研究兩部分。通過收集小鼠和人樣本做芯片分析，樣本分別是小鼠經(jīng)過假手術(shù)(sham)、IR、MI手術(shù)的心臟組織以及急性心?；颊逷CI術(shù)前(T0)、PCI術(shù)后第一天(T1)、術(shù)后第四天(T

3、4)三個(gè)時(shí)間點(diǎn)的外周血。首先進(jìn)行mRNA表達(dá)譜分析，篩選出差異基因，從中找出與前列腺素合成途徑相關(guān)的差異基因。然后用生物信息學(xué)方法對差異基因進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)行GO和KEGG信號通路富集分析。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)選取了不同基因敲除小鼠，包括環(huán)氧合酶1(COX1)敲除小鼠，環(huán)氧合酶2(COX2)敲除小鼠，前列腺素E末端合成酶(mPGES-1)敲除小鼠，以及內(nèi)皮特異性的PGE受體EP4敲除小鼠，通過構(gòu)建小鼠缺血再灌注損傷模型，分析缺血再灌注24小時(shí)后小鼠心梗

4、面積的變化。同時(shí)對mPGES-1小鼠進(jìn)行骨髓移植，探究血相及組織結(jié)構(gòu)上mPGES-1對缺血再灌注損傷的作用。I/R實(shí)驗(yàn)后收集再灌注24小時(shí)后的小鼠血漿，進(jìn)行質(zhì)譜檢測，分析血漿中前列腺素類分子及其代謝物的變化情況。此外，通過小鼠腹腔提取粒細(xì)胞，體外進(jìn)行炎癥刺激，觀察前列腺素類分子在炎癥刺激下的變化情況。
　　結(jié)果：
　　基因芯片結(jié)果顯示，小鼠心臟組織樣本中，IR組與sham組比較，其前列腺素途徑中COX2在IR組的表達(dá)顯著升高

5、。MI組與sham組比較，PGI、PGE合成酶以及血栓素(TXA2)受體在MI組表達(dá)顯著升高，而前列腺素還原酶2(Ptgr2)表達(dá)顯著降低。MI組與IR組比較，PGI、PGE合成酶以及TXA2受體在MI組顯著升高。急性心?；颊邩颖荆琓O組與T4組比較，COX2在TO組的表達(dá)顯著升高。以上結(jié)果提示我們，前列腺素途徑參與了心梗和缺血再灌注損傷過程。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與野生型小鼠相比，敲除COX1后小鼠的心梗面積顯著增大，而敲除COX2后小鼠

6、心梗面積未有顯著差異。并且在使用COX2選擇性抑制劑塞來昔布的情況下，COX1敲除小鼠的心梗面積仍然大于野生型小鼠，說明相比于COX2，COX1對缺血再灌注損傷更具保護(hù)作用。mPGES-1敲除小鼠缺血再灌注24h后的心梗面積顯著大于對照組。且對mPGES-1敲除小鼠及同窩對照野生鼠骨髓移植后進(jìn)行I/R實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，無論是血相里的mPGES還是組織結(jié)構(gòu)上的mPGES都會對心梗面積造成影響，且組織結(jié)構(gòu)上的mPGES對心臟影響更大。內(nèi)皮敲除

7、EP4受體后小鼠心梗面積顯著大于同窩對照野生型小鼠。通過質(zhì)譜檢測缺血再灌注24h的血樣，與野生型小鼠相比，敲除COX1使IR后血漿中PGE顯著下降。敲除mPGES-1后，質(zhì)譜檢測到小鼠血漿中PGE的含量下降，同時(shí)伴隨著PGI含量增加。體外刺激粒細(xì)胞后，野生型小鼠粒細(xì)胞上產(chǎn)生更多的PGE和TXB2，而對PGI影響較小。敲除COX1后粒細(xì)胞產(chǎn)生的PGI，PGE，TXB2均顯著少于WT組，而敲除COX2后粒細(xì)胞產(chǎn)生的PGI，PGE，TXB2與

8、WT組較為相似。在基礎(chǔ)狀態(tài)下mPGES-1敲除小鼠粒細(xì)胞產(chǎn)生的PGE稍低于野生型小鼠。C5a刺激后，野生型小鼠粒細(xì)胞上產(chǎn)生更多的PGE，遠(yuǎn)大于mPGES-1敲除小鼠刺激后產(chǎn)生的PGE。
　　結(jié)論：
　　前列腺素信號通路基因表達(dá)在MI中呈現(xiàn)差異表達(dá)和變化。COX1/mPGES-1來源的前列腺素E與內(nèi)皮EP4受體對缺血再灌注損傷具有保護(hù)作用。
　　第二部分 米索前列醇對心肌缺血/再灌損傷的作用
　　目的：
　　

9、米索前列醇是一種抗消化性潰瘍藥，廣泛用于非甾體抗炎藥引起的胃炎和潰瘍疾病。它是前列腺素E(PGE)的類似物，具有維持胃粘膜的完整性。米索前列醇能夠結(jié)合PGE受體(EP2、EP3、EP4)，增加環(huán)磷酸腺苷(cAMP)的產(chǎn)生。米索前列醇通過cAMP途徑調(diào)節(jié)炎癥因子的表達(dá)。心肌缺血/再灌注損傷是心肌缺血后，再灌注引起的一系列病理生理過程，其中包括炎癥反應(yīng)，氧自由基等變化，從而導(dǎo)致心肌細(xì)胞的損傷?；谥暗难芯孔C明米索前列醇在腦缺血再灌注的保護(hù)

10、作用，米索前列醇在心肌I/R損傷過程中的作用及機(jī)制不清。因此，本研究旨在探究米索前列醇對小鼠缺血再灌注損傷中的影響及作用機(jī)制。
　　方法：
　　選取8-10周的雄性C57BL/6小鼠，隨機(jī)分為對照組和米索前列醇組，采用心臟缺血再灌注損傷模型。小鼠心肌缺血后第一次腹腔分別給予溶劑或不同劑量的米索前列醇(50ug/kg或100ug/kg)，在心肌缺血30min進(jìn)行再灌注。再灌注4，8，12小時(shí)后分別進(jìn)行第2，3，4次腹腔給藥。再

11、灌注24h后，用TTC和伊文思藍(lán)染色法檢測心肌梗死面積的大小。采用蛋白酶和膠原酶消化心臟，通過流式細(xì)胞技術(shù)檢測心臟浸潤的炎癥細(xì)胞。此外，RT-PCR檢測小鼠心肌細(xì)胞P-選擇素(P-selectin)，細(xì)胞間粘附分子-1(ICAM-1)，血管細(xì)胞黏附分子-1(VCAM-1)的mRNA表達(dá)水平，免疫熒光法觀察I/R后小鼠心臟組織中髓過氧化物酶(MPO)陽性表達(dá)情況。隨后又進(jìn)行了體外實(shí)驗(yàn)，用LPS刺激小鼠血液中的白細(xì)胞，流式細(xì)胞法分析白細(xì)胞上

12、CD11b的表達(dá)情況。
　　結(jié)果：
　　通過給予小鼠不同劑量的米索前列醇(50ug/kg，100ug/kg)發(fā)現(xiàn)，給予50ug/kg劑量米索前列醇的小鼠心肌梗死面積百分比略有下降，而給予100ug/kg劑量的米索前列醇，小鼠心肌梗死面積百分比顯著小于對照組。隨后流式細(xì)胞技術(shù)分析浸潤I/R后心臟中炎癥細(xì)胞浸潤的情況，發(fā)現(xiàn)米索前列醇組在缺血區(qū)浸潤的中心粒細(xì)胞絕對數(shù)和百分比顯著低于對照組。而內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子的表達(dá)跟炎癥反應(yīng)密切相關(guān)

13、，因此對缺血再灌注損傷后心臟的內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子mRNA的表達(dá)水平進(jìn)行評估，結(jié)果顯示米索前列醇能顯著降低I/R后心肌細(xì)胞P-選擇素，細(xì)胞間粘附分子-1，血管細(xì)胞黏附分子-1的mRNA表達(dá)。免疫熒光法染I/R后MPO陽性的細(xì)胞，結(jié)果顯示，給予米索前列醇的小鼠心臟中心粒細(xì)胞數(shù)顯著低于對照組。隨后體外實(shí)驗(yàn)看到米索前列醇能降低炎癥刺激下中心粒細(xì)胞表面CD11b分子的表達(dá)，影響中心粒細(xì)胞的滾動(dòng)粘附，從而影響中心粒細(xì)胞的浸潤。
　　結(jié)論：