EPO对心肌缺血再灌注损伤的保护作用及其机制探讨

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【摘要】 目的 研究epo对心肌缺血再灌注损伤的作用及其机制。方法 实验大鼠随机分为假手术组、模型组、EPO组,冠脉结扎和再松开复制动物模型,计算心律失常评分和心肌梗死面积,免疫组化法检测心肌组织EPOR、NF-κB、TNF-α的表达。结果 与假手术组、模型组比较,EPO组经EPO预处理后心律失常评分和心肌梗死面积减少,EPOR的表达增强(P

【关键词】 心肌缺血再灌注;EPO;EPOR;NF-κB

The protective effect of EPOR in ischemia-reperfusion injured myocardium and the mechanism

【Abstract】 Objective To study the protective effect of EPOR in ischemia-reperfusion injured myocardium and the mechanism. Methods Rats were randomly divided into three groups: sham operation group, model group, EPO group. Experimental animal model was conducted by ligating and loosening left anterior descending coronary. Arrhythmia score, infarct size, and the expression of EPOR, NF-κB, TNF-αwere compared in the three groups. The expression of EPOR, NF-κB, TNF-α was determined by immunohistochemical staining. Results In EPO group, the arrhythmia score, infarct size, the expression of NF-κB and TNF-α were significantly decreased than that in sham operation group and model group(P

【Key words】 Myocardial ischemia-reperfusion; EPO;EPOR;NF-κB

作者单位:344000 江西中医药高等专科学校(曹耀兴 周玉平 徐春娟 包奇昌);南方医科大学(杨萍)

促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)是受缺氧调节的糖蛋白类激素类造血生长因子,最初主要用于治疗多种原因引起的贫血,取得了良好的临床疗效。近几年,EPO的临床应用范围不断拓展,其在防治心血管疾病中也显示了良好的应用前景。最近的动物实验表明EPO对心肌缺血再灌注损伤(Myocardial ischemia and rupufusion,MI/R)也具有明显的保护作用[1],但EPO对MI/R损伤的保护作用机制尚未深入研究。本研究旨在进一步证实EPO对MI/R损伤的保护作用并初步探讨其可能的作用机制。

1 材料和方法

1.1 药品与试剂 重组促人红细胞生成素注射液(rhEPO)由辽宁三生制药股份有限公司生产;EPOR抗体由广州雅怡生物科技有限公司提供;NF-κB、TNF-α抗体及SABC免疫组化试剂盒由广州达晖生物技术有限公司提供。

1.2 动物及分组 健康雄性Wistar大鼠48只,体重250~300 g,由南方医科大学实验动物中心提供(合格证号为粤2005A048号),适应性喂养2 d后开始实验。将大鼠随机分成3组,假手术组、模型组、EPO组,每组16只。EPO组在手术前30 min腹腔注射rhEPO 5000U/Kg ,假手术组、模型组分别注射同体积生理盐水。

1.3 造模及评价 参照文献[2]复制心肌缺血再灌注大鼠模型,冠状动脉左前降支结扎30 min后再灌注1 h,实验时连接心电图机记录心电图,并对心律失常进行评分。实验结束时,每组随机取8只大鼠的心脏置入冰生理盐水中冲洗后放入10%中尔马林溶液中固定供制作切片免疫组化实验用,另外8只大鼠的心脏参考文献[3]方法应用TTC法测量梗死面积。

1.4 指标检测 采用SABC免疫组化法检测EROR、NF-κB、TNF-α在心肌组织的表达。步骤参照试剂盒说明书进行。实验结束时显微镜观察照相,用image pro plus图像分析软件测定积分光密度值(integral optical density,IOD),以随机选取的几个视野的IOD均值作为表达水平。

1.5 统计分析 实验数据用SPSS 13.0统计软件分析。心律失常评分和心梗面积数据采用秩和检验,实验数据以平均秩次表示。EPOR、NF-κB、TNF表达的IOD值采用单因素方差分析,多重比较采用LSD法,实验数据以(x±s)表示。P

2 结果

2.1 各组心律失常评分和心肌梗死面积的比较:实验结果表明各组心律失常评分和心肌梗死有极显著性差异(P

表1

各组心律失常评分和心肌梗死面积比较

组别N心律失常评分心肌梗死面

假手术组85.004.50

模型组819.1319.00

EPO组813.3814.00

χ217.17518.018

P值0.0000.000

2.1 各组心肌组织EROR、NF-κB、TNF表达的比较:实验结果表明各组心肌组织EPOR、NF-κB、TNF的表达均有极显著性差异(P

表2

各组心肌组织EROR、NF-κB、TNF表达的比较(x±s)

组别NEPORNF-κBTNF-α

假手术组89.39±2426.62±1.785.22±1.93

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模型组812.46±1.9942.32±3.5041.68±3.12

EPO组826.57±3.8135.19±2.0527.49±3.31

F值82.727437.137331.503

P值0.0000.0000.000

3 讨论

冠心病是目前临床上心血管科的重点疾病之一,尽快恢复冠状动脉血流供应是其迫切的治疗目标,随着内科溶栓和冠脉介入术的广泛开展,其治疗效果大大改善,但冠脉再通后的再灌注损伤却常常伴随而来,有时严重的MI/R损伤还引发致命的心律失常或心力衰竭等严重并发症。因此,探讨MI/R损伤的病理机制及研究有效的防治药物意义重大。

EPO是受缺氧调节的糖蛋白类激素,过去认为促红细胞生成素是由肝脏和肾脏产生的造血因子,主要用于促进红细胞生成以纠正贫血,在临床上已被广泛使用十余年,取得了良好的临床疗效[4]。EPO的生物效应是通过靶细胞膜表面的EPOR而发挥的,EPOR分布于全身各种类型细胞[5],在成年大鼠心肌细胞也有表达[6]。近几年研究发现EPO在防治心血管疾病中也显示了良好的应用前景,最近的动物实验表明EPO对MI/R损伤也具有明显的保护作用,在MI/R的不同时期,包括心肌缺血前、缺血时及再灌注时使用单一剂量rhEPO均能产生显著心肌保护作用[7]。由于单一剂量EPO治疗后3~5 d才可见外周循环中红细胞增加,因此EPO的心脏保护作用与增加红细胞浓度无关。wen TC等[8]研究发现在脑缺血再灌注损伤的过程中EPO-EPOR系统具有内源性保护作用,在脑缺血再灌注区域神经细胞上调EPOR和增加分泌EPO,并且上调EPOR要早于增加分泌EPO,这说明EPOR可能是独立于ERO的内源性保护因子。近期研究发现EPOR同样也是MI/R损伤的内源性保护性因子[9]。本研究的结果表明,EPO预处理后可以明显增强心肌组织EPOR的表达,这可能是EPO减轻MI/R损伤的机制之一。

既有的研究结果表明EPO对MI/R的作用机制可能还包括[10-14]:维持心肌的收缩能力;抗氧化损伤;减少心肌细胞凋亡;抑制局部炎性反应等。NF-κB是介导炎性反应的关键细胞因子,一般情况下, NF-κB与抑制蛋白IκB家族中的成员形成复合体存在于胞浆中,使NF-κB不能向细胞核内转移,处于无活性状态。当细胞受到活化刺激(如细胞因子、氧自由基、脂多糖等)后,使NF-κB活化,参与炎性因子和细胞因子的调控。缺血再灌注阶段产生的大量活性氧通过酪氨酸磷酸化激活NF-κB。NF-κB作为一种多功能核转录因子,具有广泛的生物学活性,参与许多基因的表达与调控,与炎性反应、免疫应答以及细胞的增生、转录和凋亡等主要的生理、病理过程有密切的关系[15]。EPO可以通过抑制局部炎性反应来发挥对MI/R损伤的保护作用,我们推测EPO对炎性反应的影响可能是通过NF-κB这一关键因子来调控的。本研究的结果表明EPO预处理后可以显著抑制心肌组织NF-Κb的活化,同时炎性介质TNF-α也明显得到抑制。这说明EPO可以通过抑制NF-Κb的活化进而减轻局部的炎性反应,最终发挥其抗心肌缺血的保护作用。

参 考 文 献

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