Ⅰ Nuclear factor-κB in hypothalamic paraventricular nucleus contributes to neurohumoral excitation in heart failure;Ⅱ Sympathet.pdf

1、心力衰竭(心衰)是多種心血管疾病發(fā)展的終末階段，同時(shí)是多種疾病引發(fā)死亡的重要原因。其中，冠心病導(dǎo)致的心肌缺血始終是引發(fā)心衰的首要因素之一。目前針對心衰機(jī)制的研究較多，其中神經(jīng)體液興奮機(jī)制已普遍被接受，該機(jī)制認(rèn)為心衰早期交感神經(jīng)系統(tǒng)最先被激活，隨之帶動(dòng)腎素—血管緊張素—醛固酮系統(tǒng)、下丘腦-垂體系統(tǒng)、細(xì)胞因子和肽類信號系統(tǒng)的激活，多因素共同作用不斷加重心衰的病理過程。臨床研究證實(shí)小劑量的β1受體阻斷劑可明顯降低慢性心衰病人的死亡率。因此，心

2、衰時(shí)交感神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)的機(jī)制已成為心衰研究的焦點(diǎn)之一。神經(jīng)解剖學(xué)證實(shí)脊髓交感節(jié)前神經(jīng)元接受重要的心血管中樞—下丘腦室旁核(PVN)神經(jīng)元活動(dòng)的調(diào)節(jié)，Kang等人發(fā)現(xiàn)心衰時(shí)該中樞腎素-血管緊張素系統(tǒng)(RAS)、炎性細(xì)胞因子(PIC)及氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)并明顯影響外周交感神經(jīng)放電，心功能隨之惡化。但導(dǎo)致中樞內(nèi)這些體液因子變化的因素尚未確定。以往的研究發(fā)現(xiàn)核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)是細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)炎癥及應(yīng)激反應(yīng)的重要因子之一，許多因素可以使胞漿內(nèi)

3、的IκB激酶(IKK)發(fā)生磷酸化，進(jìn)而使抑制性蛋白IκB發(fā)生磷酸化并從NF-κB解離，暴露NF-κB的活性部位(p50或p65)，與核內(nèi)目的基因的啟動(dòng)子或增強(qiáng)子上特定的κB位點(diǎn)結(jié)合，啟動(dòng)和調(diào)控目的基因的轉(zhuǎn)錄。研究證明NF-κB對RAS、PIC及部分超氧化物的生成有至關(guān)重要的調(diào)節(jié)作用，但它在心衰時(shí)PVN區(qū)域的作用尚未見報(bào)道。 本研究首先探討了PVN區(qū)域的NF-κB是否參與了心衰時(shí)外周神經(jīng)體液的興奮作用。取體重在250～275克之間

4、的雄性SD大鼠，首先接受側(cè)腦室插管術(shù)(通過此路徑給藥)，2天后制作心衰動(dòng)物模型或假手術(shù)模型，方法：經(jīng)氣管插管連接呼吸機(jī)，開胸結(jié)扎冠狀動(dòng)脈左前降支(假手術(shù)組不必結(jié)扎)，關(guān)胸后大鼠給予正常飼養(yǎng)，同時(shí)經(jīng)側(cè)腦室插管連接滲透壓泵給予干預(yù)藥物-SN50(NF-κB作用的抑制劑，2μg/h．ICV)或空白對照藥物(vehicle，人工腦脊液，0.25μl/hr．ICV)。4周后，測血流動(dòng)力學(xué)觀察心功能；計(jì)算右心室/體重比(RVW/BW)，肺/體重比(

5、lung/BW)反映左心前負(fù)荷變化；取腦組織及外周血，觀察PVN區(qū)域神經(jīng)元激活情況(Fra-LI的表達(dá))，NF-κB亞基p50以及NF-κB激活標(biāo)志物之一p-IKKβ(磷酸化IκB激酶)的表達(dá)，測量外周血去甲腎上腺素(NE，代表交感神經(jīng)活動(dòng)情況)和血管緊張素Ⅱ(ANGⅡ，代表外周體液因素的變化)的水平。結(jié)果：心衰大鼠與假手術(shù)大鼠比較心功能明顯低下(左室舒張末期壓力LVEDP，±dp/dtmax比較，P＜0.05)，左心前負(fù)荷升高(RVW

6、/BW，lung/BW，P＜0.05)，PVN區(qū)域的Fra-LI、NF-κBp50以及p-IKKβ表達(dá)增加(P＜0.05)，外周血NE和ANGⅡ升高(P＜0.05)；接受SN50治療的心衰大鼠與vehicle治療的心衰大鼠比較，LVEDP，RVW/BW和lung/BW有所降低(P＜0.05)，±dp/dtmax升高(P＜0.05)，PVN區(qū)域的Fra-LI、NF-κBp50以及p-IKKβ表達(dá)減少(P＜0.05)，外周血NE和ANGⅡ下

7、降(P＜0.05)。結(jié)論：以上結(jié)果說明心衰時(shí)PVN區(qū)域的NF-κB被明顯激活并參與了心衰時(shí)外周神經(jīng)體液興奮機(jī)制。 隨后，本研究更進(jìn)一步探討了心衰時(shí)PVN區(qū)域的NF—κB是否通過促進(jìn)局部RAS、PIC及超氧化物的生成參與了心衰時(shí)外周神經(jīng)體液的興奮作用。采用的研究方法基本與第一部分相同，側(cè)腦室給予的干預(yù)藥物分別包括：洛沙坦(LOS，AT1—R阻斷劑，20μg/h．ICV)，己酮可可堿(PTX，TNF—α合成抑制劑，10μg/h．IC

8、V)，tempol(TEMP，氧化物清除劑，80μg/h．ICV)，SN50或vehicle。結(jié)果：1)4周后，LOS與SN50的治療均降低了心衰大鼠的LVEDP，RVW/BW和lung/BW(P＜0.05)，±dp/dtmax升高(P＜0.05)，外周血NE和ANGⅡ(P＜0.05)，LOS減少了PVN區(qū)域的NF—κBp50，p—IKKβ以及血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)表達(dá)(P＜0.05)，SN50下調(diào)了PVN區(qū)域ACE表達(dá)(P＜0.0

9、5)，該結(jié)果說明心衰時(shí)PVN區(qū)域的RAS參與了NF—κB的激活，NF—κB進(jìn)一步促進(jìn)了中樞RAS的神經(jīng)體液興奮作用；2)4周后，PTX與SN50的治療均降低了心衰大鼠的LVEDP，RVW/BW和lung/BW(P＜0.05)，±dp/dtmax升高(P＜0.05)，外周血NE和ANGⅡ(P＜0.05)，PTX減少了PVN區(qū)域的NF—κBp50，p—IKKβ，TNF—α以及IL-1β表達(dá)(P＜0.05)，SN50下調(diào)了PVN區(qū)域TNF—α

10、和IL-1β表達(dá)(P＜0.05)，該結(jié)果說明心衰時(shí)PVN區(qū)域的PIC參與了NF—κB的激活，NF—κB進(jìn)一步促進(jìn)了中樞PIC的神經(jīng)體液興奮作用；3)4周后，TEMP與SN50的治療均降低了心衰大鼠的LVEDP，RVW/BW和lung/BW(P＜0.05)，±dp/dtmax升高(P＜0.05)，外周血NE和ANGⅡ(P＜0.05)，TEMP減少了PVN區(qū)域的NF—κBp50，p—IKKβ，DHE以及gp91phox表達(dá)(P＜0.05)，

11、SN50下調(diào)了PVN區(qū)域DHE以及gp91phox表達(dá)(P＜0.05)，該結(jié)果說明心衰時(shí)PVN區(qū)域的氧化應(yīng)激反應(yīng)參與了NF—κB的激活，NF—κB進(jìn)一步促進(jìn)了中樞超氧化物的神經(jīng)體液興奮作用。 結(jié)論：綜合以上結(jié)果說明： 1、心衰時(shí)PVN區(qū)域的NF—κB被明顯激活并參與了心衰時(shí)外周神經(jīng)體液興奮的機(jī)制； 2、心衰時(shí)PVN區(qū)域的RAS參與了NF—κB的激活，NF—κB進(jìn)一步促進(jìn)了中樞RAS的神經(jīng)體液興奮作用； 3

12、、心衰時(shí)PVN區(qū)域的PIC參與了NF—κB的激活，NF—κB進(jìn)一步促進(jìn)了中樞PIC的神經(jīng)體液興奮作用； 4、心衰時(shí)PVN區(qū)域的氧化應(yīng)激反應(yīng)參與了NF—κB的激活，NF—κB進(jìn)一步促進(jìn)了中樞超氧化物的神經(jīng)體液興奮作用。心血管中樞PVN區(qū)域的NF—κB對心衰的發(fā)生發(fā)展起著至關(guān)重要的推動(dòng)作用。 胰島的內(nèi)分泌活動(dòng)受自主神經(jīng)調(diào)節(jié)，有研究認(rèn)為自主神經(jīng)功能異?？赡苁羌又靥悄虿〉脑蛑?，其中包括交感神經(jīng)的激活。為了深入探討交感神經(jīng)在2

13、型糖尿病中的作用機(jī)制，本研究采用化學(xué)性交感神經(jīng)阻斷術(shù)來降低外周交感神經(jīng)活動(dòng)，即實(shí)驗(yàn)動(dòng)物靜脈給予6—羥基多巴胺(6—OHDA；100mg/kg)，觀察胰島素分泌的變化，心功能和腎功能的改變，并探討其可能機(jī)制。雄性SD大鼠(80-100g)給予高脂飲食，6周后，空腹?fàn)顟B(tài)下大鼠腹腔注射鏈尿佐菌素(STZ，35mg/kg，i．p．)制作2型糖尿病大鼠模型，對照組大鼠給予正常飲食，腹腔注射檸檬酸鹽緩沖液。2天后取空腹血測血糖和胰島素，同時(shí)靜脈一次

14、性注射6—OHDA或?qū)φ账幬?vehicle，PBS溶解的維生素C溶液)。此后，所有實(shí)驗(yàn)大鼠給予正常飲食。4周后，免疫組化方法觀察多巴胺—β—羥化酶(DBH，反映交感神經(jīng)活動(dòng)的指標(biāo))在胰島、心臟和腎臟的表達(dá)，以證實(shí)這些組織內(nèi)的交感活動(dòng)被降低；取大鼠空腹靜脈血，測血糖，胰島素，腎功能指標(biāo)(血尿素氮、肌酐)；血流動(dòng)力學(xué)測大鼠心功能(LVEDP和±dp/dtmax)；免疫組化方法檢測心臟PKC—βⅡ和腎臟TGF—β。Westernblot檢測

15、腎臟TGF—β。 結(jié)果顯示: 6—OHDA降低了DBH在糖尿病大鼠和正常大鼠胰島、心臟和腎臟的表達(dá)；vehicle治療組糖尿病大鼠血糖、尿素氮和肌酐水平明顯高于6—OHDA治療組糖尿病大鼠，而胰島素水平在兩組間無明顯差異；6—OHDA治療組糖尿病大鼠心功能較vehicle治療組糖尿病大鼠明顯改善。糖尿病大鼠心臟PKC—βⅡ和腎臟TGF—β表達(dá)均高于正常大鼠，6—OHDA有效地降低了二者的表達(dá)。 上述研究結(jié)果提示：