【摘要】：背景:心肌肥厚是各種心血管疾病導(dǎo)致心力衰竭發(fā)生發(fā)展的共同病理改變。隨著心臟血流動力學(xué)長期慢性負(fù)荷加重,心臟逐漸發(fā)生適應(yīng)性改變。心肌肥厚作為一種早期代償機(jī)制,引起生理性心肌肥大,而長期的代償反應(yīng)最終會引起心臟失代償,進(jìn)而發(fā)展為心力衰竭,甚至猝死。心肌肥厚是多種綜合性因素共同參與調(diào)控的復(fù)雜過程,包括細(xì)胞體積增大、排列紊亂、纖維化及多層次、多通路、多基因的信號傳導(dǎo)通路的改變。目前己發(fā)現(xiàn)20多個(gè)基因的1400多種突變與病理性心肌肥厚發(fā)生發(fā)展相關(guān),但仍不能全面闡明其機(jī)制。大量研究表明,機(jī)械性刺激和神經(jīng)體液刺激均可作為胞外刺激信號誘導(dǎo)心肌細(xì)胞內(nèi)發(fā)生一系列信號傳導(dǎo)的級聯(lián)反應(yīng),使心肌細(xì)胞核內(nèi)的基因表達(dá)發(fā)生變化,從而促使心肌細(xì)胞肥大或增殖。我們的前期研究結(jié)果已經(jīng)證實(shí)絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinases,MAPKs)和絲/蘇氨酸蛋白激酶(Serine-threonine kinase,AKT)是心肌肥厚調(diào)控的重要信號分子。MAPKs和AKT信號通路通過活化相關(guān)基因參與了心肌肥厚的發(fā)病機(jī)制,而抑制這些信號通路可以減輕心肌肥厚。因此,設(shè)想如果能夠使用某種藥物阻斷這些信號通路,那么就可能找到治療甚至逆轉(zhuǎn)心肌肥厚與心力衰竭的關(guān)鍵靶點(diǎn)。牛蒡子苷(Arctiin,ARC)是一種從菊科草本植物牛蒡的干燥成熟果實(shí)中經(jīng)過醇提取分離而來的木脂素類化合物,在消化道腸菌和肝臟中兒茶酚-O-甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下形成牛蒡子苷元而發(fā)揮生物學(xué)作用。目前,牛蒡子苷在癌癥及糖尿病等方面的研究比較多,而且研究證實(shí)其在抗病毒、抗腫瘤、抗增殖、降血脂、治療高血壓等方面也有明顯療效。近年多篇文獻(xiàn)報(bào)道牛蒡子苷的生物學(xué)活性和藥理作用主要是通過調(diào)控MAPKs、AKT、NF-kB等信號通路發(fā)揮作用的。那么,牛蒡子苷對心肌肥厚的發(fā)生與發(fā)展是否也具有一定的影響呢?經(jīng)查閱大量相關(guān)文獻(xiàn),目前國內(nèi)外尚未見相關(guān)研究報(bào)道。本研究基于既往研究的基礎(chǔ),通過建立體內(nèi)外小鼠心肌肥厚模型,觀察分析牛蒡子苷對心肌肥厚的影響,并探討MAPKs和AKT信號通路在牛蒡子苷作用下對心肌肥厚的作用,進(jìn)一步闡明牛蒡子苷藥理作用的分子機(jī)制。目的:探討牛蒡子苷對C57雄性小鼠經(jīng)胸主動脈縮窄術(shù)(Aortic Banding,AB)誘導(dǎo)的心肌肥厚模型及苯腎上腺素誘導(dǎo)的H9c2心肌肥大細(xì)胞的影響及其作用機(jī)制,從而為治療心肌肥厚尋找新的研究方向和治療方法。方法:將80只周齡在8-10周、體重為23.5-27.5 g的雄性野生型C57 BL/6小鼠隨機(jī)分為4組:假手術(shù)組(Sham)、牛蒡子苷干預(yù)的假手術(shù)組(ARC+Sham)、AB模型組(AB)、牛蒡子苷干預(yù)的AB模型組(ARC+AB),每組各20只。牛蒡子苷干預(yù)的實(shí)驗(yàn)組(即ARC+Sham與ARC+AB)在AB或假手術(shù)后1周給予牛蒡子苷(80毫克/千克/天)連續(xù)灌胃4周,對照組(即Sham與AB)給予等量的生理鹽水同樣灌胃4周。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后處死動物,進(jìn)行心臟組織取材:依次稱取心重(Heart weight,HW)、體重(Body weight,BW),并測量脛骨長度(Tibial length,TL),通過計(jì)算心重/體重比(HW/BW)和心重/脛骨長度比(HW/TL)評估心肌肥厚的程度。對心臟病理切片組織行蘇木精-伊紅染色(HE染色)及天狼星紅染色(PSR染色),定量心肌細(xì)胞橫截面積及心肌纖維化百分比。超聲心動圖測量各組小鼠左室收縮末期內(nèi)徑(left ventricular end systolic dimension,LVESD)、左室舒張末期內(nèi)徑(Left ventricular end-diastolic diameter,LVEDD)、舒張期室間隔厚度(left ventricular septum diastolic,IVSD)、左心室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness,LVPWD)和短軸縮短率(Fractional endocardial shortening,FS),評估各組小鼠心臟腔室內(nèi)徑及心臟功能。提取各組小鼠心臟組織中的蛋白及RNA,利用蛋白質(zhì)印跡法Western Blotting檢測心肌組織中MAPKs及AKT信號通路相關(guān)蛋白的表達(dá),通過實(shí)時(shí)定量-PCR(RealTime-PCR)檢測心肌肥厚標(biāo)志分子心房鈉尿肽(Atrial natriuretic peptide,ANP)和β-肌球蛋白重鏈(β-myosin heavy polypeptide,β-MHC)的mRNA表達(dá)。同時(shí)檢測心肌纖維化相關(guān)標(biāo)志物轉(zhuǎn)化生長因子-1(Transforming growth factor-β 1,TGFβ 1)和 Ⅲ 型溶膠原(Collagen type Ⅲ,Coll Ⅲ)的表達(dá)。在體實(shí)驗(yàn)采用苯腎上腺素(PE,10 mol/L)誘導(dǎo)體外培養(yǎng)的H9c2心肌細(xì)胞構(gòu)建肥大模型。觀察不同濃度(10 μM,25 μM,50 μ M,100 u M)牛蒡子苷對苯腎上腺素誘導(dǎo)的H9c2心肌細(xì)胞肥大的影響,觀察H9c2心肌細(xì)胞表面積,同時(shí)通過Western-Blotting檢測MAPKs和AKT信號通路相關(guān)蛋白的表達(dá)。結(jié)果:與對照組相比,主動脈縮窄術(shù)后小鼠心重/體重比、心重/脛骨長度比以及左室心肌細(xì)胞橫徑明顯增大(P0.05),心肌纖維結(jié)構(gòu)紊亂及心肌纖維化加重。給予牛蒡子苷干預(yù)后,可顯著減輕壓力負(fù)荷誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞肥大及心肌纖維化,同時(shí)改善小鼠心臟功能(P0.05)。通過Western Bloting檢測MAPKs和AKT信號通路相關(guān)信號分子,以進(jìn)一步探討牛蒡子苷減輕心肌肥厚的分子機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明牛蒡子苷可通過抑制MAPKs和AKT信號通路發(fā)揮保護(hù)作用。在體實(shí)驗(yàn)中,苯腎上腺素誘導(dǎo)的H9c2心肌細(xì)胞表面積明顯增加(P0.05),Western Bloting檢測結(jié)果表明肥大的心肌細(xì)胞上調(diào)了 MAPKs和AKT信號通路的表達(dá)(P0.05),而在牛蒡子苷干預(yù)后可顯著下調(diào)上述蛋白的表達(dá)。結(jié)論:牛蒡子苷可減輕壓力負(fù)荷及體液因素誘導(dǎo)的心肌肥厚及心肌纖維化,并改善心臟功能。牛蒡子苷是通過抑制MAPKs和AKT信號通路的過度激活而發(fā)揮心肌保護(hù)作用的。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R285
【圖文】：

基因應(yīng)答的重要“信息交流’’環(huán)節(jié)。在過去的若干年里，研宄人員們一直在試圖尋逡逑求心肌肥厚的單一關(guān)鍵靶點(diǎn)，但迄今為止，大量研宄表明，心肌肥厚是與多種信逡逑號傳導(dǎo)通路密切相關(guān)的（圖１）。因此，進(jìn)一步明確心肌肥厚的分子機(jī)制，有助逡逑于完善已有的研究體系，并且有助于尋找阻斷甚至逆轉(zhuǎn)心肌肥厚進(jìn)展至心力衰竭逡逑的治療手段。已有研宄表明，ＭＡＰＫｓ和ＡＫＴ信號通路是心肌肥厚調(diào)控的重要信逡逑號分子［１２，１３］。二者通過活化心肌肥厚的一系列相關(guān)基因而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用％，１５１。逡逑ＭＡＰＫｓ家族成員主要包括ｐ３８，ｃ－Ｊｕｎ邋Ｎ－末端激酶／應(yīng)激活化蛋白激酶（ｃ－ｊｕｎ逡逑Ｎ－ｔｅｒｍｉｎａｌ邋ｏｒ邋ｓｔｒｅｓｓ－ａｃｔｉｖａｔｅｄ邋ｐｒｏｔｅｉｎ邋ｋｉｎａｓｅｓ，ＪＮＫ）和細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶逡逑（ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ邋ｓｉｇｎａｌｒｅｇｕｌａｔｅｄ邋ｋｉｎａｓｅｓ，邋ＥＲＫｓ）。既往文獻(xiàn)報(bào)道，ＭＡＰＫｓ邋在心肌肥厚逡逑過程中表達(dá)上調(diào)［１６】，敲除ｐ３８后壓力負(fù)荷誘導(dǎo)的小鼠心肌肥厚程度減輕以及過表逡逑達(dá)ｐ３８后心肌肥厚程度加重［１７

Ｓｈａｍ邐ＡＢ逡逑圖２牛蒡子苷對主動脈縮窄術(shù)誘導(dǎo)下心肌肥厚小鼠心臟重量與心肌細(xì)胞橫截面積的作用逡逑Ａ－Ｂ所示為心重／體重和心重／腔骨長度比值的統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果（ｎ邋＝邋２０）。Ｃ為牛蒡子苷作用下逡逑各組對心肌組織影響的組織學(xué)結(jié)果。Ｄ為心肌細(xì)胞橫截面積的變化情況（ｎ邋＝邋５）。與逡逑ｓｈａｍ＋ｖｅｈｉｃｌｅ組相比，＊邋ｐ邋＜０．０５為結(jié)果具有顯著意義。與ＡＢ＋ｖｅｈｉｃｌｅ組相比，＃ｐ邋＜０．０５逡逑

逑內(nèi)徑（ＬＶＥＤＤ）明顯減低（尸＜０．０５），而短軸縮短率（ＦＳ）顯著增高（ＰＯ．ＯＳ）逡逑（圖３Ａ）。然而，不同干預(yù)組的小鼠中心率無明顯差別（圖３Ｂ）。通過ＲＴ－ＰＣＲ逡逑檢測心肌肥厚標(biāo)志分子ｍＲＮＡ的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)主動脈縮窄術(shù)后給予牛蒡子苷逡逑治療的小鼠心房鈉尿肽（ＡＮＰ）、ａ－肌球蛋白重鏈和ｐ－肌球蛋白重鏈較ＡＢ＋Ｖｅｈｉｃｌｅ逡逑組ｍＲＮＡ表達(dá)明顯減少（／＞邋＜０．０５），表明牛蒡子苷治療后心肌肥厚程度減輕，逡逑心臟功能得到改善（Ｐ＜０．０５）（圖３Ｃ）。逡逑Ａ邋６］邋口邋Ｖｅｈｉｃｌｅ邐５0＊｜邋口邋Ｖｅｈｉｃｌｅ邐７00＊｜邋口邋Ｖｅｈ＾ｌｅ逡逑■邋Ａｒｃｔｉｉｎ邋？邐■邋Ａｒｃｔｉｉｎ邐Ｂ邋６00．邋？邋Ａｒｘｔｉｉｎ逡逑幢＿＿逡逑Ｓｈａｍ邐ＡＢ邐Ｓｈａｍ邐ＡＢ邐Ｓｈａｍ邐ＡＢ逡逑ｃ逡逑？１邋□邋Ｖｅｈｉｃｌｅ邐？邐｜邐３１邋ＱＶｅｈｉｃｌｅ邐？邐ｃ邐１２邋］邋口邋Ｖｅｈｉｃｌｅ邐？逡逑｜邐■Ａｒｃｔｉｉｎ邐ｊ邐Ｓ邋■邋Ａｒｃｔｉｉｎ邐ＪＬ邐１邐■邋Ａｒｃｔｉｉｎ逡逑ＩＩ６＇邋ｈ，邋ｒｈ．邐Ｉｆ邋ｅ－逡逑Ｓｈａｍ邐ＡＢ邐Ｓｈａｍ邐ＡＢ邐Ｓｈａｍ邐ＡＢ逡逑圖３牛蒡子苷對主動脈縮窄術(shù)誘導(dǎo)的心肌肥厚小鼠心臟功能的影響逡逑Ａ為主動脈縮窄術(shù)后４周用心臟超聲多普勒評估牛蒡子苷對心肌肥厚的指標(biāo)變化情況（ｎ邋＝逡逑１５）。Ｂ為各組小鼠心率的變化情況（ｎ＝邋１５）。Ｃ為各組心肌肥厚標(biāo)志物的ｍＲＮＡ水平變逡逑化情況（ｎ邋＝邋８）。與ｓｈａｍ＋ｖｅｈｉｃｌｅ組相比，＊邋ｐ邋＜０．０５為結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與ＡＢ＋ｖｅｈｉｃｌｅ逡逑組相比

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 謝志泉;;老年心力衰竭流行病學(xué)與病理生理特點(diǎn)[J];中華臨床醫(yī)師雜志(電子版);2013年11期

2 張玉軍;劉淑霞;劉青娟;左連富;劉俊茹;郭建文;吳海江;王曉月;;p38/Fas/FasL在戊地昔布誘導(dǎo)食管癌裸鼠移植瘤細(xì)胞凋亡中的調(diào)控作用[J];中國藥理學(xué)通報(bào);2009年08期

本文編號：2795097