扩张型心肌病心肌纤维化发生机制及刺槐素干预研究

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扩张型心肌病(Dilated cardiomyopathy,DCM)为心力衰竭最常见的病因之一,也是心脏移植手术的最常见适应证,目前临床上仍无特异性治疗药物。心肌纤维化是DCM的一个主要病理特征,其程度与DCM患者预后密切相关,探讨DCM心肌纤维化发生机制、寻找新作用靶点进而研发有效药物是非常有必要的。刺槐素(Acacetin)为黄酮类化合物,广泛分布于植物色素中,现可人工合成。已证实刺槐素具有一定心脏保护作用,包括抗大鼠心肌缺血再灌注损伤和抗犬实验性房颤,但刺槐素能否对抗DCM心肌纤维化尚待求证。本课题通过采集分析DCM人体心肌标本、建立DCM整体动物模型,探寻DCM心肌纤维化的发生机制,并同时研究刺槐素抗DCM心肌纤维化的作用及可能机制。  目的:探讨DCM心肌纤维化的发生机制及刺槐素的干预作用。  方法:采用心肌肌球蛋白(Myosin)免疫大鼠的方法构建一种可用于研究DCM发病机制的动物模型,即实验性自身免疫性心肌炎(Experimental autoimmune myocarditis,EAM)大鼠模型。8周龄Lewis大鼠随机分为3组,佐剂对照组、EAM模型组和刺槐素给药组。EAM模型组在大鼠双后肢足垫区皮下注射与完全弗氏佐剂1:1混匀的猪心Myosin溶液(1mg/只),佐剂对照组皮下注射等量弗氏佐剂;刺槐素给药组则予以注射Myosin溶液并于当天起皮下注射水溶性刺槐素前药10mg/kg,每日两次,直至实验终点。免疫接种后第21天,行心脏超声检测各组大鼠心功能,取心脏组织行HE染色、Masson染色、Sirius Red染色和免疫组化观察,采用ELISA检测血清中相关因子的表达,采用RT-PCR和Western blot方法检测心肌组织相关基因mRNA水平和蛋白表达。获取人体正常心肌和DCM心肌标本,采用Western blot方法检测心肌组织相关蛋白表达。  结果:(1)与佐剂对照组相比,EAM大鼠心脏重量指数明显增加,心脏左室各室壁显著增厚,心脏射血分数和左室短轴缩短率显著降低;HE染色结果显示,EAM大鼠心肌排列紊乱、心肌细胞变性坏死,并有大量炎性细胞浸润;Masson染色和Sirius Red染色结果可见EAM大鼠心脏胶原纤维异常沉积;免疫组化结果证实EAM大鼠心肌组织α-SMA表达增加。RT-PCR结果显示EAM大鼠左心室Col1a1、Col1a2、Col3a1、MMP2、MMP9、TIMP1mRNA表达上调。以上结果表明,模型组大鼠心功能显著下降,出现严重心肌纤维化,EAM大鼠造模成功。(2)与佐剂对照组相比,EAM大鼠左心室Hippo信号通路主要效应蛋白YAP及其同源蛋白TAZ的表达水平均明显升高,且核内蛋白水平明显上调,尤以TAZ表达变化更为明显,其经典下游分子CTGF以及与YAP/TAZ有相互作用的成纤维细胞活化因子TGF-β1和其下游IL-11、IL11ra1的mRNA表达也显著增加。(3)刺槐素可显著降低EAM大鼠心脏重量指数,增加心脏射血分数和左室短轴缩短率,显著改善EAM大鼠出现的心肌排列紊乱、心肌细胞变性坏死,减少心肌组织炎性细胞浸润;同时明显减轻胶原纤维沉积,显著降低EAM大鼠心肌组织α-SMA表达,并下调Col3a1、MMP2、MMP9的mRNA表达。刺槐素还可降低EAM大鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α的含量。此外,刺槐素可明显降低EAM大鼠左心室上调的YAP、TAZ蛋白表达,抑制YAP/TAZ核转位。  结论:YAP/TAZ信号可能参与调控DCM大鼠模型心肌纤维化;刺槐素明显改善EAM大鼠心功能,减轻心肌纤维化,其作用机制可能与抗炎、抑制YAP/TAZ活性有关。
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