缺氧誘導(dǎo)因子1在間歇性缺氧預(yù)處理心臟保護(hù)中的作用研究.pdf

1、研究背景：
　　隨著社會(huì)發(fā)展,冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病對(duì)人類健康的危害日益突出,雖然近年來(lái),大量新的治療手段、新的藥物應(yīng)用于臨床,冠心病防治水平有所提高,但缺血性心臟病及其所導(dǎo)致的心力衰竭、心律失常、心肌梗死仍然具有非常高的患病率、致死率。尋找經(jīng)濟(jì)有效的治療方法一直是臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。自Murry發(fā)現(xiàn)缺血預(yù)適應(yīng)對(duì)心肌具有保護(hù)作用以來(lái),人們一直在探索更加簡(jiǎn)便易行、效果確切的預(yù)處理保護(hù)手段,缺氧預(yù)適應(yīng)、缺血后處理等方式都是在此領(lǐng)

2、域的延伸,間歇性缺氧預(yù)處理作為一種新的預(yù)處理模式,在多數(shù)研究中也被證實(shí)其具有缺血預(yù)適應(yīng)樣心肌保護(hù)作用。間歇性缺氧不同于持續(xù)性缺氧,不僅能保持持續(xù)性缺氧適應(yīng)對(duì)于心臟的保護(hù)作用,并且不易出現(xiàn)長(zhǎng)期持續(xù)性缺氧對(duì)機(jī)體導(dǎo)致的缺氧性損傷,因此是一種很有應(yīng)用前景的心肌保護(hù)方式。由于不同的學(xué)者針對(duì)不同的動(dòng)物種屬以及不同的研究目標(biāo)有不一致的間歇性缺氧預(yù)處理方案,甚至在個(gè)別研究中由于間歇性缺氧嚴(yán)重程度以及持續(xù)時(shí)間的不一致,導(dǎo)致了截然相反的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此建立簡(jiǎn)

3、單、易操作的動(dòng)物模型與統(tǒng)一、有效的缺氧預(yù)處理方案,將有助于我們進(jìn)一步系統(tǒng)、深入研究間歇性缺氧預(yù)處理對(duì)于心肌缺血性損傷的保護(hù)機(jī)制,尤其是在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用前景,具有深遠(yuǎn)的意義。
　　缺氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)是一種機(jī)體在缺氧適應(yīng)性調(diào)節(jié)中具有重要作用的轉(zhuǎn)錄活化因子,通過(guò)調(diào)控其靶基因可參與血管新生、細(xì)胞分化/生存、紅細(xì)胞合成、調(diào)節(jié)糖代謝、氧轉(zhuǎn)運(yùn)等機(jī)體對(duì)缺血缺氧的適應(yīng)性反應(yīng)。HIF-1的表達(dá)和激活主要受細(xì)胞內(nèi)氧濃度的調(diào)節(jié)及其他信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

4、通路的調(diào)節(jié)。通過(guò)運(yùn)用HIF-1的干預(yù)性藥物抑制或促進(jìn)HIF-1的表達(dá),有助于進(jìn)一步了解間歇性缺氧預(yù)處理過(guò)程中,HIF-1的表達(dá)規(guī)律及其在抗缺血/再灌注損傷心肌保護(hù)中的作用機(jī)制,將可能為缺氧缺血性疾病的機(jī)制及治療提供新的觀點(diǎn)和方法。
　　第一部分，間歇性缺氧預(yù)處理的心臟保護(hù)作用
　　目的:
　　在已建立的間歇性缺氧預(yù)處理大鼠動(dòng)物模型基礎(chǔ)上,通過(guò)手術(shù)模擬心肌缺血/再灌注,評(píng)價(jià)不同間歇性缺氧預(yù)處理時(shí)相點(diǎn)對(duì)心肌缺血/再灌注損傷

5、的保護(hù)效應(yīng)。
　　方法:
　　Wistar大鼠(250±30g)35只,隨機(jī)分為常氧對(duì)照組(Control)、間歇性缺氧預(yù)處理組(IH1d、7d、14d、28d),共5組,每組7只,分別于自制小動(dòng)物間歇性缺氧實(shí)驗(yàn)艙進(jìn)行預(yù)處理(30s,1min1circle,4h/d)。缺氧終點(diǎn)各組分別行心肌缺血/再灌注實(shí)驗(yàn)(缺血30min后再灌注4h)。實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)各實(shí)驗(yàn)組分別檢測(cè)心肌梗死范圍(TTC染色法)、心肌細(xì)胞凋亡(TUNEL法),并同

6、時(shí)測(cè)定心肌組織MDA與SOD水平。
　　結(jié)果:
　　間歇性缺氧預(yù)處理可縮小缺血/再灌注后實(shí)驗(yàn)大鼠心肌梗死范圍、降低心肌細(xì)胞凋亡指數(shù)、增強(qiáng)心肌抗氧化損傷能力,間歇性缺氧預(yù)處理1天后即可呈現(xiàn)上述心肌保護(hù)效應(yīng),在缺氧預(yù)處理7~14天后效應(yīng)達(dá)最大化,至預(yù)處理28天保護(hù)效應(yīng)呈弱化趨勢(shì)。
　　結(jié)論:
　　成功制作間歇性缺氧預(yù)處理大鼠模型并通過(guò)手術(shù)模擬心肌缺血/再灌注損傷,實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ统墒炜煽?實(shí)驗(yàn)結(jié)果體現(xiàn)出間歇性缺氧預(yù)處理在心肌

7、缺血/再灌注損傷中的保護(hù)作用;本實(shí)驗(yàn)采用的間歇性缺氧預(yù)處理模型對(duì)于心肌抗缺血/再灌注損傷的保護(hù)效應(yīng)最大化時(shí)間點(diǎn)為間歇性缺氧預(yù)處理7天。
　　第二部分，HIF-1α調(diào)節(jié)劑對(duì)間歇性缺氧預(yù)處理心臟保護(hù)作用的影響
　　目的:
　　研究HIF-1α抑制劑2ME2與增強(qiáng)劑DMOG對(duì)大鼠間歇性缺氧預(yù)處理心肌保護(hù)效應(yīng)的影響及其對(duì)心肌HIF-1α基因表達(dá)的作用。
　　方法:
　　Wistar大鼠(250±30g)56只,隨機(jī)

8、分為常氧對(duì)照組(Control)、間歇性缺氧預(yù)處理組(IH)、間歇性缺氧預(yù)處理加HIF-1α抑制劑2ME2干預(yù)組(IH+2ME2)、間歇性缺氧預(yù)處理加HIF-1α增強(qiáng)劑DMOG干預(yù)組(IH+DMOG),共4組,每組14只,分別進(jìn)行間歇性缺氧預(yù)處理。預(yù)處理終點(diǎn)各組又分為單純預(yù)處理組與預(yù)處理+缺血/再灌注組(IR),單純預(yù)處理各組分別檢測(cè)VEGF與HIF-1αmRNA及其蛋白的表達(dá),預(yù)處理+缺血/再灌注組分別檢測(cè)心肌梗死范圍、心肌細(xì)胞凋亡,

9、檢測(cè)心肌VEGF與HIF-1αmRNA及其蛋白的表達(dá)。
　　結(jié)果:
　　1.間歇性缺氧預(yù)處理可顯著增強(qiáng)心肌VEGF與HIF-1αmRNA及其蛋白表達(dá);DMOG干預(yù)可進(jìn)一步提高其表達(dá)水平;2ME2干預(yù)后HIF-1αmRNA表達(dá)水平顯著增加,但未檢測(cè)到HIF-1α蛋白明顯表達(dá),VEGFmRNA及其蛋白表達(dá)均無(wú)顯著變化。
　　2.缺血/再灌注實(shí)驗(yàn)后心肌VEGF與HIF-1αmRNA及其蛋白表達(dá)均明顯增加,間歇性缺氧預(yù)處理組增

10、加更為顯著;間歇性缺氧預(yù)處理具有顯著的心肌保護(hù)效應(yīng),DMOG干預(yù)可進(jìn)一步增強(qiáng)抗缺血/再灌注損傷的心肌保護(hù)效應(yīng),并呈現(xiàn)出更高的VEGF與HIF-1αmRNA及其蛋白表達(dá)水平;2ME2干預(yù)組缺血/再灌注后心肌損傷較對(duì)照組加重,梗死范圍擴(kuò)大、細(xì)胞凋亡增加,HIF-1αmRNA表達(dá)水平顯著增加,但HIF-1α蛋白與VEGFmRNA及其蛋白表達(dá)均無(wú)顯著變化。
　　結(jié)論:
　　間歇性缺氧預(yù)處理可提高心肌對(duì)缺血/再灌注損傷的耐受,其機(jī)制和

11、預(yù)處理后VEGF與HIF-1α蛋白表達(dá)上調(diào)有關(guān),HIF-1α增強(qiáng)劑DMOG可通過(guò)進(jìn)一步上調(diào)HIF-1α與VEGF表達(dá)水平增強(qiáng)心肌保護(hù)效應(yīng);HIF-1α抑制劑2ME2可抑制間歇性缺氧預(yù)處理及心肌缺血/再灌注后的HIF-1α轉(zhuǎn)錄活性,由此影響HIF-1α與VEGF蛋白的表達(dá),導(dǎo)致心肌損傷加重。
　　第三部分，抗氧化劑對(duì)間歇性缺氧預(yù)處理心臟保護(hù)作用的影響
　　目的:
　　研究抗氧化劑NAC對(duì)大鼠間歇性缺氧預(yù)處理心肌保護(hù)效應(yīng)的

12、影響
　　方法:
　　Wistar大鼠(250±30g)56只,隨機(jī)分為常氧對(duì)照組(Control)、間歇性缺氧預(yù)處理組(IH)、NAC干預(yù)組(NAC)、間歇性缺氧預(yù)處理加NAC干預(yù)組(IH+NAC),共4組,每組14只,分別進(jìn)行間歇性缺氧預(yù)處理。預(yù)處理終點(diǎn)各組又分為單純預(yù)處理組與預(yù)處理+缺血/再灌注組,單純預(yù)處理各組分別檢測(cè)心肌MDA與SOD,檢測(cè)VEGF與HIF-1αmRNA及其蛋白的表達(dá),預(yù)處理+缺血/再灌注組分別檢測(cè)

13、心肌梗死范圍、心肌細(xì)胞凋亡、心肌MDA與SOD,VEGF與HIF-1αmRNA及其蛋白的表達(dá)。
　　結(jié)果:
　　1.間歇性缺氧預(yù)處理可降低缺血再灌注損傷后大鼠心肌MDA含量、增加心肌SOD活性,NAC干預(yù)亦可增強(qiáng)心肌抗氧化能力,縮小心肌梗死范圍、減少心肌細(xì)胞凋亡,在本研究中其心臟保護(hù)效應(yīng)低于單純間歇性缺氧預(yù)處理。兩者的心臟保護(hù)作用無(wú)顯著疊加效應(yīng)。
　　2.常氧下NAC干預(yù)不影響VEGF與HIF-1αmRNA及其蛋白表達(dá)