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(duì)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(guò)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(guò)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(duì)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?jī)刹糠?。通過(guò)收集小鼠和人樣本做芯片分析，樣本分別是小鼠經(jīng)過(guò)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(duì)差異基因進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)行GO和KEGG信號(hào)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(guò)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(duì)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(duì)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(cè)，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(guò)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(guò)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(lái)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(shuō)明相比于COX2，COX1對(duì)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(duì)照組。且對(duì)mPGES-1敲除小鼠及同窩對(duì)照野生鼠骨髓移植后進(jìn)行I/R實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，無(wú)論是血相里的mPGES還是組織結(jié)構(gòu)上的mPGES都會(huì)對(duì)心梗面積造成影響，且組織結(jié)構(gòu)上的mPGES對(duì)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(duì)照野生型小鼠。通過(guò)質(zhì)譜檢測(cè)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(cè)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(duì)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(hào)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(lái)源的前列腺素E與內(nèi)皮EP4受體對(duì)缺血再灌注損傷具有保護(hù)作用。
　　第二部分 米索前列醇對(duì)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(guò)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(guò)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(guò)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(duì)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(duì)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(cè)心肌梗死面積的大小。采用蛋白酶和膠原酶消化心臟，通過(guò)流式細(xì)胞技術(shù)檢測(cè)心臟浸潤(rùn)的炎癥細(xì)胞。此外，RT-PCR檢測(cè)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(guò)氧化物酶(MPO)陽(yáng)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(guò)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(duì)照組。隨后流式細(xì)胞技術(shù)分析浸潤(rùn)I/R后心臟中炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)的情況，發(fā)現(xiàn)米索前列醇組在缺血區(qū)浸潤(rùn)的中心粒細(xì)胞絕對(duì)數(shù)和百分比顯著低于對(duì)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(duì)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(píng)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(yáng)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(duì)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(rùn)。
　　結(jié)論：