TGF-β1信號通路和Wnt信號通路阻斷對大鼠心梗后心肌纖維化過程的調(diào)控.pdf

1、心肌梗死(myocardial infarction，MI)是因冠狀動脈或其分支阻塞而引起的缺血性心肌病，可導(dǎo)致心室重構(gòu)，并可逐步進(jìn)展為心力衰竭(heart failure，HF)，嚴(yán)重威脅人類的健康和生命。心肌纖維化（myocardial fibrosis，MF）是多種心臟疾病發(fā)展到一定階段的共同病理改變，是最具特征性的結(jié)構(gòu)改變之一，為MI后心室重構(gòu)的主要表現(xiàn)之一，可促進(jìn)心肌收縮和舒張功能失調(diào)。心肌成纖維細(xì)胞(cardiac fibr

2、oblasts，CFs)的長期激活，即增強的細(xì)胞增殖、肌成纖維細(xì)胞分化和伴隨的細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)分泌，可導(dǎo)致心肌纖維化。
　　 轉(zhuǎn)化生長因子-β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1)是最重要的促纖維化生長因子，為諸多因素所致MF的共同通路。MI后TGF-β1的表達(dá)顯著性升高；而體內(nèi)基因轉(zhuǎn)染TGF-β1可誘導(dǎo)MF。為深入了解TGF-β1信號通路抑制

3、對MI后MF過程的調(diào)控機制，本研究首先從細(xì)胞水平探討了該信號通路抑制與CFs的生物學(xué)效應(yīng)之間的關(guān)系。
　　 培養(yǎng)新生大鼠的CFs，隨機分為四組：PBS組、TGF-β1組、可溶性轉(zhuǎn)化生長因子-β1Ⅱ型受體（soluble transforming growth factor-β1 receptorⅡ，sT3RⅡ）組和TGF-βl+sTβRⅡ組。MTT法檢測CFs的增殖。α-平滑肌肌動蛋白(α-smooth muscle actin

4、，α-SMA)免疫細(xì)胞化學(xué)染色檢測肌成纖維細(xì)胞分化。免疫細(xì)胞化學(xué)染色和Western blot分析檢測TGF-β1信號通路中關(guān)鍵的信號分子P-Smad2和Smad2/Smad3蛋白的表達(dá)水平。結(jié)果表明，與PBS組相比較，TGF-βl組CFs的增殖、肌成纖維細(xì)胞分化和P-Smad2蛋白的表達(dá)均顯著性升高（P＜0.01）；與TGF-1β組相比較，TGF-β1+sTβRII組CFs的增殖、肌成纖維細(xì)胞分化和P-Smad2蛋白的表達(dá)均顯著性降低

5、(P＜0.01)；各組間Smad2/Smad3總蛋白的表達(dá)水平無顯著性差異(P＞0.05)。以上結(jié)果提示，TGF-β1可激活Smad信號，誘導(dǎo)CFs的增殖和肌成纖維細(xì)胞分化；sTβRⅡ預(yù)處理可抑制TGF-β1誘導(dǎo)的Smad信號的激活和下游事件，即CFs增殖和肌成纖維細(xì)胞分化，從而抑制CFs的功能。
　　 此外，Wnt信號通路是脊椎動物發(fā)育過程中起關(guān)鍵作用的信號通路之一，參與了胚胎心臟的發(fā)育過程。而心臟病理過程中胚胎基因的重新表達(dá)

6、是一種被普遍觀察到的現(xiàn)象。研究表明，Wnt信號通路參與了MI后的組織修復(fù)過程。為深入了解Wnt信號通路抑制對MI后MF過程的調(diào)控機制，本研究進(jìn)而探討了該信號通路抑制與CFs的生物學(xué)效應(yīng)之間的關(guān)系。
　　 培養(yǎng)新生大鼠的CFs，隨機分為四組：PBS組、Wnt-1組、分泌型卷曲相關(guān)蛋白-1（secreted frizzled related protein-1，sFRP-1）組和Wnt-1+sFRP-1組。MTT法檢測CFs的增殖。

7、α-SMA免疫細(xì)胞化學(xué)染色檢測肌成纖維細(xì)胞分化。免疫細(xì)胞化學(xué)染色和Western blot分析檢測Wnt信號通路中的兩個關(guān)鍵性信號分子dishevelled-l（DVL-1）和β-連環(huán)蛋白(β-catenin)的表達(dá)水平。結(jié)果表明，與PBS組相比較，Wnt-1組CFs的增殖、肌成纖維細(xì)胞分化、DVL-1和β-catenin的表達(dá)均顯著性升高(P＜0.01)；與Wnt-1組相比較，Wnt-1+sFRP-1組CFs的增殖明顯降低(P＜0.0

8、5)、肌成纖維細(xì)胞分化、DVL-1和β-catenin的表達(dá)均顯著性降低(P＜0.01)。以上結(jié)果提示，Wnt-1可激活Wnt信號通路，誘導(dǎo)CFs增殖和肌成纖維細(xì)胞分化；而sFRP-1預(yù)處理可拮抗Wnt-1的作用，抑制Wnt信號通路的激活和下游事件，即CFs增殖和肌成纖維細(xì)胞分化，抑制CFs的生物學(xué)功能。
　　 為了進(jìn)一步闡明TGF-β1信號通路和Wnt信號通路阻斷對MI后MF過程的調(diào)控機制，我們通過結(jié)扎大鼠左冠狀動脈前降支制作

9、MI模型,4天后存活的大鼠隨機進(jìn)行處理并分組：假手術(shù)組（給予等量PBS，n=10）、MI組（給予等量PBS，n=10）、MI+sTβRⅡ組（在梗死區(qū)和梗死邊緣區(qū)注射100ng sTpRⅡ/20μ1PBS，n=10）、Ml+sFRP-1組（在梗死區(qū)和梗死邊緣區(qū)注射100ng sFRP-1/20μlPBS，n=10）和Ml+sTβRⅡ+sFRP-1組(給予100ng sTβRⅡ/10μlPBS和100ng sFRP-1/10μlPBS,n=

10、10)。2周后,4只/組大鼠被處死，冰凍切片，α-SMA免疫組化染色檢測肌成纖維細(xì)胞分化；4周后，測量血流動力學(xué)指標(biāo)評價心功能，并計算重量參數(shù)和梗死面積。結(jié)果表明，與Ml組相比較，Ml+sTβRⅡ、Ml+sFRP-1和MI+sTβRⅡ+sFRP-1組肌成纖維細(xì)胞分化顯著性減少(P＜0.01)，左心室收縮壓明顯升高、左心室末期舒張壓明顯降低、左心室最大變化速率明顯升高(P＜0.01)，心臟重/體重、左心室重/體重明顯減輕(P＜0.05)，