二氮嗪的心肌保護(hù)作用及對ERK1-2和STAT3信號通路的影響.pdf

1、背景：心肌缺血再灌注損傷是缺血性心臟病以及心臟手術(shù)后心功能不全的主要病理基礎(chǔ)。尋找有效的心肌保護(hù)措施減輕心肌缺血再灌注損傷具有重要意義。各種心肌保護(hù)措施，如心臟停搏液、缺血或藥物預(yù)處理和后處理及熱休克處理等成為人們研究的熱點(diǎn)。由于心臟停搏液的應(yīng)用受到體外循環(huán)的限制，藥物后處理由于用藥時機(jī)容易把握，同時又可以避免缺血后處理鉗夾血管的風(fēng)險(xiǎn)而更具有臨床應(yīng)用價(jià)值。ERK1/2和STAT3是人體內(nèi)非常重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，在心肌缺血再灌注損傷以及許

2、多心肌保護(hù)機(jī)制中具有重要作用。二氮嗪為線粒體K+通道開放劑，研究發(fā)現(xiàn)它可以減少再灌注后心肌梗死面積及炎癥反應(yīng)，具有保護(hù)作用，但其心肌保護(hù)的作用機(jī)制目前尚不清楚。
　　 目的：本課題通過臨床試驗(yàn)、大鼠的心肌缺血再灌注損傷模型，觀察二氮嗪對CABG病人術(shù)后心臟功能的影響和對大鼠缺血再灌注心肌的保護(hù)作用及對ERK1/2和STAT3信號通路的影響，從而探討二氮嗪的心肌保護(hù)作用及機(jī)制。本研究包括三部分：
　　 (1)比較二氮嗪心臟

3、停搏液和常規(guī)心臟停搏液對體外循環(huán)下CABG病人心臟功能的影響。
　　 (2)通過大鼠離體心肌缺血再灌注損傷模型，觀察二氮嗪鉀鎂停搏液對缺血再灌注后心肌梗死面積和細(xì)胞凋亡的影響。
　　 (3)觀察二氮嗪后處理的心肌保護(hù)作用及對ERK1/2和STAT3信號通路的影響，并且觀察兩個信號通路在二氮嗪后處理心肌保護(hù)中的相互關(guān)系，探討二氮嗪心肌保護(hù)作用的機(jī)制。
　　 方法：
　　 第一部分：本試驗(yàn)為隨機(jī)、對照、雙盲研

4、究。40例TnT>0.05(IU/L)擬行CABG的患者隨機(jī)分為兩組，二氮嗪組(D組)和安慰劑組(C組)。D組：常規(guī)的心臟停搏液+50μmol/L二氮嗪，C組：常規(guī)的心臟停搏液+0.9％NS。記錄術(shù)前、停體外循環(huán)后1h、術(shù)后6h、12h和24h的HR、MAP、CI、PAP、PCWP、CVP、SVR、PVR、LVSWI、RVSWI等指標(biāo)，及術(shù)前、術(shù)后6h和24h時的血清學(xué)標(biāo)記物CK-MB和TnT。
　　 第二部分：建立離體大鼠心肌

5、缺血再灌注損傷模型。48只成年健康雄性SD大鼠隨機(jī)分為空白對照組(sham組)、缺血再灌注損傷組(IR組)、停搏液組(P組)、二氮嗪停搏液組(DZX組)。(1)sham組：平衡15min后無處理，續(xù)灌95min。(2)IR組：平衡后全心缺血30min，再灌注60min。(3)P組：平衡后予含有0.4%DMSO的鉀鎂停跳液灌注5min，繼而全心缺血30min，再灌注60min。(4)DZX組：平衡后予含有50μmol/L二氮嗪的鉀鎂停跳液

6、灌注5min，缺血30min，再灌注60min。TTC染色法檢測再灌注后心肌梗死面積；TUNEL法檢測心肌細(xì)胞凋亡水平。
　　 第三部分：大鼠在體心肌缺血再灌注損傷模型：72只SD大鼠隨機(jī)分為以下幾組：(1)空白對照組(sham組)：開胸后穿線并不阻斷LAD，150min后處死動物取心肌標(biāo)本待檢測。(2)缺血再灌注損傷組(IR組)：阻斷LAD30分鐘后開放血管再灌注120min。(3)溶媒組(Ve組)：阻斷LAD30分鐘后開放血

7、管，再灌注即刻股靜脈注入0.4%DMSO，再灌注120min。(4)二氮嗪后處理組(DZX組)：阻斷LAD30分鐘后開放血管，再灌注即刻股靜脈注射7mg/kg二氮嗪，再灌注120min。(5)Stattic組：阻斷LAD30分鐘，于再灌注前10min股靜脈注射Stattic，其余處理同DZX組。(6)U0126組：阻斷LAD30分鐘，于再灌注前10min股靜脈注射U0126，其余處理同DZX組。TTC染色法檢測再灌注后心肌梗死面積；TU

8、NEL法檢測心肌細(xì)胞凋亡水平；Western-blot和real time RT-PCR法檢測ERK1/2和STAT3磷酸化水平及mRNA的表達(dá)。
　　 結(jié)果：
　　 (1)兩組患者術(shù)后CI都有所增加，但與安慰劑組相比，二氮嗪組CI增加的更多而且更加迅速(p<0.05)。LVSWI和RVSWI雖然停體外循環(huán)后1h有所下降，但是與安慰劑組相比，二氮嗪組恢復(fù)的明顯加快(p<0.05)。其他的血流動力學(xué)指標(biāo)兩組沒有顯著性差異。

9、兩組術(shù)后CK-MB雖然都有所增加，但是與安慰劑組相比，二氮嗪組CK-MB釋放的明顯減少(p<0.05)，兩組TnT術(shù)后有所減低，二氮嗪組與安慰劑組相比降低的更迅速(p<0.05)。
　　 (2)雖然鉀鎂停搏液可以明顯減少缺血再灌注后心肌梗死面積和心肌細(xì)胞凋亡指數(shù)(心肌梗死面積：IR組46.31%±5.21%vs P組19.50％±6.19％；凋亡指數(shù)：IR組25.91％±6.38％vs P組11.65％±3.49％，p<0.01

10、)，然而，二氮嗪鉀鎂停搏液的作用更顯著，與單純的停搏液相比，心肌梗死面積和心肌細(xì)胞凋亡指數(shù)更少(心肌梗死面積：DZX組8.50％±2.45％vs P組19.50%±6.19％；凋亡指數(shù)：DZX組6.20%±1.78％vsP組11.65％±3.49％，p<0.05)。
　　 (3)二氮嗪后處理可以明顯減少缺血再灌注后心肌梗死面積和心肌細(xì)胞凋亡指數(shù)，(心肌梗死面積從39.07％減少到9.18％，凋亡指數(shù)從46.63％減少到12.43

11、％，p<0.01)，上調(diào)ERK1/2和STAT3的磷酸化水平和mRNA的表達(dá)，應(yīng)用ERK1/2抑制劑U0126和STAT3的抑制劑Stattic，二氮嗪后處理減少心肌梗死面積和抗心肌細(xì)胞凋亡的作用消失(與DZX組相比，p<0.01)。Stattic可以降低ERK1/2的磷酸化水平和mRNA的表達(dá)，但是U0126卻對STAT3的磷酸化和mRNA的表達(dá)無影響。
　　 結(jié)論：
　　 (1)與常規(guī)心臟停搏液相比，二氮嗪心臟停搏液

12、可以明顯提高CABG病人術(shù)后心臟收縮功能，減少CK-MB和TnT的釋放，具有心臟保護(hù)作用。
　　 (2)減少心肌細(xì)胞的凋亡可能是二氮嗪鉀鎂停搏液心肌保護(hù)作用的機(jī)制。
　　 (3)二氮嗪后處理可以減少心肌梗死面積和心肌細(xì)胞的凋亡，具有心肌保護(hù)作用，而且這種保護(hù)作用依賴于ERK1/2和STAT3通路的激活。
　　 (4)在二氮嗪后處理的心肌保護(hù)作用中，STAT3通路可能是ERK1/2通路的上游，二氮嗪激活ERK1/2