大鼠心梗后心肌肥厚與β3腎上腺素能受體的關(guān)系.pdf

1、背景與目的:β3受體與β1、β2受體同屬β腎上腺素能受體(簡(jiǎn)稱β受體)家族成員,3種亞型的結(jié)構(gòu)和功能具有一定的相似性,它們之間存在交互作用。當(dāng)阻滯或激動(dòng)某一亞型時(shí),另一亞型的表達(dá)可能隨之受影響。β3受體在脂肪組織中密度最高,主要參與脂肪組織甘油三酯的降解,產(chǎn)生能量。在正常的心肌組織中,β1、β2受體占主導(dǎo)地位,β3受體的表達(dá)量極少。心力衰竭(heart failure, HF)時(shí),β1受體的表達(dá)量下調(diào),β3受體上調(diào)2-3倍,本課題前部分

2、研究也證實(shí)心肌梗死(myocardial infarction, MI)后β3受體表達(dá)量上調(diào),推測(cè)其參與MI后病理生理變化過程。心肌重塑(cardiac remodeling, CRM)被認(rèn)為是MI后主要的病理生理變化過程,表現(xiàn)為心肌細(xì)胞壞死、凋亡、胚胎基因和蛋白的再表達(dá)、炎癥因子分泌增加,臨床上表現(xiàn)為室壁變薄、心室容量增加、梗死區(qū)膨展、心室由橢圓形變?yōu)閳A形或不規(guī)則形、心肌細(xì)胞適應(yīng)不良性肥厚。非梗死區(qū)心肌肥厚與心室的順應(yīng)性和收縮力有關(guān),

3、影響心室的舒縮功能。β受體阻滯劑有預(yù)防和逆轉(zhuǎn)MI后心肌肥厚的作用,主要通過抑制神經(jīng)內(nèi)分泌效應(yīng)及減輕兒茶酚胺的毒性作用,而這種作用與β3受體的關(guān)系仍不明確。本課題選用選擇性β1受體阻滯劑美托洛爾、非選擇性β受體兼α受體阻滯劑卡維地洛、選擇性β3受體激動(dòng)劑 BRL37344作用于MI大鼠,觀察MI后心肌肥厚與β3受體表達(dá)量的關(guān)系及美托洛爾、卡維地洛和BRL37344干預(yù)后對(duì)心肌肥厚、β3受體表達(dá)量及心功能的影響。
　　材料與方法:

4、r>　　(1)動(dòng)物分組及模型建立:200-250 g Sprague Dawley雄性大鼠130只隨機(jī)分為3組:正常組(normal)10只、假手術(shù)組(sham operated)10只、心梗組(MI-)。結(jié)扎大鼠冠狀動(dòng)脈左前降支(left anterior descending, LAD)建立MI模型,存活2 h予標(biāo)記,并隨機(jī)分為6組,最后存活的大鼠52只:MI無干預(yù)對(duì)照組(MI-1)8只、MI加蒸餾水灌胃對(duì)照組(MI-2)8只、MI

5、加蒸餾水腹腔注射對(duì)照組(MI-3)8只、MI加美托洛爾灌胃組(MI-4)11只、MI加卡維地洛灌胃組(MI-5)10只、MI加BRL37344腹腔注射組(MI-6)7只。sham組的操作方法與MI組相同,打一個(gè)松結(jié),不扎緊LAD。8組大鼠的體重分別為:normal組224.2±18.4 g,sham組233.6±19.4 g,MI-1組229.8±18.0 g,MI-2組233.6±22.5 g,MI-3組226.8±15.7 g,MI

6、-4組232.3±20.3 g,MI-5組233.7±23.5 g,MI-6組233.6±18.1 g,各組體重?zé)o差別。
　　(2)術(shù)后用藥及血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè):MI-1無干預(yù)對(duì)照組,MI-2、MI-3組分別蒸餾水灌胃及腹腔注射,MI-4、MI-5組分別予美托洛爾20 mg/kg BM/day,卡維地洛10 mg/kg BM/day灌胃,MI-6組予BRL373441.5μmol/kg BM/day,均分為兩次給藥,各組大鼠予正常飲食

7、。MI-2作為MI-4和MI-5的對(duì)照組,MI-3為MI-6的對(duì)照組,MI-1、MI-2和MI-3統(tǒng)稱MI對(duì)照組。用藥12 w后,右股動(dòng)脈插管及右頸總動(dòng)脈插管至左室內(nèi)監(jiān)測(cè)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo):心率(heart rate, HR)、平均動(dòng)脈壓(mean blood pressure, MBP)、左室收縮壓(left ventricular systolic pressure, LVSP)、左室內(nèi)壓最大上升及下降速率(maximum rise o

8、r fall rate of left ventricular pressure,±dp/dt max)。
　　(3)左、右室相對(duì)重量指數(shù)及β3受體表達(dá)量的測(cè)定:斷頭處死后即刻取出心臟,去除心房、血管根部及纖維組織,稱左、右室重量,分別與大鼠處死前體重(body mass, BM)相比計(jì)算左、右室相對(duì)重要指數(shù)(LVBM, RVBM),用于描述左、右室心肌肥厚程度,蛋白免疫印跡(Western-blot)及逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(RT-

9、PCR)檢測(cè)左室非梗死區(qū)β3受體在蛋白水平及mRNA水平的表達(dá)量。
　　(4)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件分析,結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差( x± s)表示,采用單因素方差分析(one-way analysis of variance, one-way ANOVA)進(jìn)行組間的比較。P<0.05表示差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)果:
　　(1)MI后心肌肥厚: normal組與sham組的LVBM分別為2.188

10、±0.107、2.209±0.126, RVBM分別為0.557±0.024、0.551±0.029,兩組的LVBM及 RVBM均無差別(P>0.05),說明手術(shù)的干預(yù)不影響LVBM、RVBM,sham組可代替normal組與MI組作比較。與sham組相比,MI對(duì)照組的LVBM(分別為2.529±0.152、2.545±0.252、2.596±0.262)顯著增大(P<0.01),組間差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);與sham組相比,

11、 MI對(duì)照組的RVBM(分別為0.969±0.057、0.966±0.051、0.984±0.077)顯著增大(P<0.01),組間差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
　　(2)MI后β3受體的表達(dá)量變化:以sham組的表達(dá)量為1,其余組與其相比較。在蛋白水平,normal組(0.98±0.14)與sham組無差別(P>0.05);MI對(duì)照組的表達(dá)量(分別為2.08±0.25、2.00±0.29、2.02±0.33)較sham組明

12、顯上調(diào)(P<0.01),MI對(duì)照組間無差別(P>0.05)。在mRNA水平,normal組(0.96±0.10)與sham組無差別(P>0.05);MI對(duì)照組(分別為1.69±0.34、1.68±0.37、1.7±0.39)較sham組表達(dá)明顯增加(P<0.01),組間差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
　　(3)MI后血流動(dòng)力學(xué)變化:normal組與 sham組的+dp/dt max分別為7092.9±454.9、7072.6±

13、420.0,-dp/dt max分別為5460.3±544.5、5251.3±505.3,兩組差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。MI對(duì)照組的+dp/dt max分別為3950.6±387.7、3932.7±513.5、4041.6±439.7,-dp/dt max分別為2982.3±343.6、2919.6±398.7、2975.6±346.6,與sham組比較均顯著下降(P<0.01),MI對(duì)照組間無差別(P>0.05)。
　　

14、(4)美托洛爾、卡維地洛及BRL37344干預(yù)對(duì)心肌肥厚、β3受體表達(dá)量及心功能變化的影響:① MI-4、MI-5和MI-6組的LVBM分別為2.431±0.157、2.525±0.248、2.537±0.209,較 sham組顯著增大(P<0.01),但與 MI對(duì)照組無差別(P>0.05),3組之間無差別(P>0.05);MI-4、MI-5和MI-6組的RVBM分別為0.851±0.056、0.649±0.060、0.654±0.05

15、4,較 sham組顯著增大(P<0.01),較 MI對(duì)照組減小(P<0.01),MI-5、MI-6組與MI-4組差別顯著(P<0.01),組間無差別(P>0.05)。②以sham組β3受體表達(dá)量為1,在蛋白水平,MI-4組的表達(dá)量為1.99±0.26,美托洛爾干預(yù)沒有影響MI后β3受體的表達(dá)(P>0.05);MI-5與MI-6組的表達(dá)量分別為3.12±0.55、3.36±0.45,卡維地洛及BRL37344干預(yù)均進(jìn)一步上調(diào)MI后β3受體

16、表達(dá)(P<0.01),MI-5、MI-6組與MI-4組差別顯著(P<0.01)。MI-4、MI-5和MI-6組β3受體mRNA的表達(dá)量為2.01±0.32、2.74±0.58、2.84±0.51,3種藥物干預(yù)后均進(jìn)一步增加β3受體mRNA的表達(dá)(P<0.01),卡維地洛及BRL37344作用較美托洛爾強(qiáng)(P<0.01)。③ MI-4、MI-5和MI-6的+dp/dt max分別為6293.2±447.0、6394.5±553.3、615

17、2.7±493.2,-dp/dt max分別為4084.9±320.8、4271.5±256.5、3930.8±370.0,3種藥物干預(yù)后±dp/dt max較 MI對(duì)照組顯著升高(P<0.01),但仍未達(dá)到 sham組的水平(P<0.01)。
　　結(jié)論:
　　(1)結(jié)扎大鼠冠狀動(dòng)脈左前降支12周后,大鼠左室非梗死區(qū)及右室均出現(xiàn)明顯的心肌肥厚,左室舒縮功能減退。
　　(2)大鼠心梗后左室非梗死區(qū)β3受體在蛋白水平和mR

18、NA水平表達(dá)量均明顯增加。
　　(3)美托洛爾、卡維地洛及BRL37344干預(yù)后不能改善心梗后左室心肌肥厚,對(duì)右室心肌肥厚有不同程度的改善,卡維地洛及BRL37344效果較美托洛爾好。美托洛爾無上調(diào)β3受體蛋白表達(dá)的作用,卡維地洛及BRL37344均能上調(diào)β3受體蛋白表達(dá);美托洛爾、卡維地洛及BRL37344均能增加β3受體mRNA的表達(dá),卡維地洛及BRL37344作用強(qiáng)于美托洛爾。三者均能改善心梗后心室的舒縮功能。
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