胰島素對心肌缺血-再灌注損傷的保護(hù)作用及其機(jī)制的研究.pdf

1、研究背景 隨著冠狀動脈介入術(shù)及冠脈搭橋術(shù)等治療手段的廣泛應(yīng)用，繼之出現(xiàn)的心肌細(xì)胞再灌注損傷日益受到心臟病學(xué)家的高度重視。除應(yīng)用各種藥物和基因治療手段抑制和預(yù)防再灌注損傷之外，近年來，臨床應(yīng)用胰島素治療再灌注損傷逐漸受到關(guān)注，并且探討胰島素在心肌細(xì)胞中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制成為研究熱點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)在缺血心肌中，胰島素主要發(fā)揮抗凋亡作用從而改善心臟功能。同時，我們前期的工作闡明胰島素在缺血/再灌注心肌中激活了生存信號通路，即PI3-K-Akt

2、-eNOS-NO 信號通路，產(chǎn)生抗凋亡作用。 胰島素作用于心肌細(xì)胞受體時，除激活PI3-K/Akt 信號通路外，還可對另一重要信號通路蛋白家族：MAPKs 家族產(chǎn)生影響。而最近的研究表明，在心肌缺血/再灌注導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的過程中，MAPK 家族中的JNK 蛋白起了重要作用。再灌注所產(chǎn)生的氧化物可使JNK MAPK 得以激活，JNK 激活后能磷酸化激活多種轉(zhuǎn)錄因子，從而引發(fā)細(xì)胞程序性死亡。設(shè)想在胰島素激活生存信號的同時，抑制凋亡信號

3、的產(chǎn)生及下傳，可能會產(chǎn)生更好的心肌保護(hù)作用。 但關(guān)于胰島素應(yīng)用于缺血再灌注心肌時，是否有JNK信號通路參與，以及JNK通路與PI3-K/Akt 信號通路間的相互關(guān)系，尚未見報道。 研究目的 1、確定離體心臟給予外源性胰島素是否可以減少缺血/再灌注損傷導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡和心肌梗死，從而發(fā)揮顯著的心臟保護(hù)作用。 2、研究JNK 信號通路是否參與胰島素對心肌缺血/再灌注損傷的保護(hù)，及JNK 信號通路對心肌細(xì)胞凋亡的

4、影響。 3、探討JNK 與PI3-K/Akt 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路間的相互關(guān)系及其在胰島素保護(hù)心肌缺血/再灌注損傷中的可能機(jī)制。 實(shí)驗(yàn)方法 1、制備SD大鼠離體缺血/再灌注（I 30 min, R 4 h）心臟模型。缺血/再灌注30 min 觀察：心率（heart rate, HR）、左室壓（left ventricular developingpressure, LVDP）、左心室壓力的最大瞬時變化速率（±LVdp/d

5、t max）。再灌注2 小時測定心肌梗死面積（infarct size, IS）與心肌缺血面積（area at risk,AAR）比值（伊文氏藍(lán)--TTC 染色）及Western Blot 檢測蛋白磷酸化。再灌注4 小時行TUNEL 檢測心肌細(xì)胞凋亡。 2、動物模型分組為Sham、Control 組及Insulin、Ins+LY、Ins+SP 和Ins+LY+SP 干預(yù)組。LY：LY294002，15 mmol/L；SP：SP6

6、00125，10 mmol/L。 3、Ins+LY、Ins+SP 和Ins+LY+SP 干預(yù)組中，心臟局部缺血前15 min 用LY294002（15 mmol/L）或/和SP600125（10 mmol/L）主動脈逆灌；Insulin（50 U/L）。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 1、與對照組相比，離體心臟應(yīng)用胰島素后HR、LVDP、±LVdp/dt max 均明顯增加；細(xì)胞凋亡指數(shù)從55.1±2.7％減少到31.9±1.4％（

7、n=6, P<0.01），梗死面積比減少約16.3％（n=6, P <0.01），Akt 的活性明顯增強(qiáng)（n=6, P<0.05），心臟做功改善，同時JNK 活性也增強(qiáng)（n=6, P<0.01）。 2、缺血前應(yīng)用PI3-K/Akt 抑制劑LY294002 灌注，HR、LVDP 和±LVdp/dtmax 均明顯下降（n=6，P<0.01）；凋亡細(xì)胞上升為43.8±1.7％；離體心臟梗死面積比為43.5±5.0％，比Insulin

8、組中增加14.6％（n=6，P<0.05）；p-Akt水平下降（Insulin VS. Ins+LY，P<0.05），JNK 磷酸化無變化。 3、在Ins+SP 組中，p-JNK 水平下降，同時Akt 磷酸化強(qiáng)度也降低（n=6,P<0.05）。 4、相對于Ins+LY 組，在Ins+LY+SP 組中，離體心臟HR、LVDP 和±LVdp/dt max 均改善；TUNEL 陽性細(xì)胞下降到29.0±3.0％（n=4，P <

9、0.05)；梗死面積比為32.5±1.2％（n=4，P<0.05）。 結(jié)論 1、離體給予外源性胰島素，能夠改善缺血/再灌注心臟做功，減少缺血/再灌注導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡和心梗面積比。 2、Akt 信號蛋白的激活有利于胰島素對缺血心肌的保護(hù)。 3、JNK 信號蛋白的激活促進(jìn)缺血/再灌注心肌細(xì)胞凋亡；用SP600125抑制JNK 的激活，可產(chǎn)生對缺血/再灌注心肌的保護(hù)作用。 4、外源性給予的胰島素在缺血/再