生堡塞堕处型苤查!Q!!生!!旦筮!!鲞筮!!塑鱼丛!』垦婴!!!g:Q!!!里!竺垫!!:!!!:!!:型!:!!小剂量衣霉素诱导的内质网应激预处理对大鼠缺血再灌注心肌局部炎症的影响周涛谢晓勇冯旭向道康作者单位:550002贵阳,贵州省人民医院心外科(周涛、向道康);530021南宁,广西医科大学第一附属医院胸心外科(谢晓勇、冯旭)通信作者:向道康,Email:xiangdaokang@rip.sina.COBDOI:10.3760/cma.j.issn.1001—9030.2016.12.031【摘要】目的观察小剂量衣霉素诱导内质网应激预处理对缺血冉灌注损伤(I/R)大鼠心肌局部炎症的影响。方法40只成年雄性sD大鼠,随机分为假手术组(Sham组)、I/R组、单纯衣霉素处理组(TM组)及衣霉素+I/R组(TM+I/R组),每组各10只。I/R组及TM+I/R组通过结扎左冠状动脉前降支并再灌注的方法建立I/R模型,TM组及TM+I/R组模型建立前30min腹腔注射衣霉素0.6mr-/kg,分别于开胸后和再灌注2h取颈动脉血,使用比色法检测血清肌酸激酶同工酶(CK—MB)及乳酸脱氢酶(LDH)活性。再灌注2h后处死大鼠摘取心脏,使用原位缺口末端标记法(TUNEL)法观察心肌细胞凋亡,Westernblot法检测心肌半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶(Caspase)一12、核因子(NF).KBp65蛋白的表达。结果Sham组、TM组CK.MB、LDH活性再灌注2h时与开胸后比较变化差异无统计学意义(P>0.05),I/R组及TM+I/R组CK—MB、LDH活性均较开胸后上升,两组问比较,I/R组高于TM+I/R组(P<0.05);Sham组、TM组、I/R组和TM+I/R组细胞凋亡指数依次为(2.4±0.3)%、(7.7±0.6)%、(29.4±3.1)%和(12.8±1.9)%。I/R组、TM+I/R组与Sham组比较,细胞凋亡指数较高,差异有统计意义(P<0.05),I/R组与TM+I/R组比较更为显著(P<0.05);再灌注2h后Sham组心肌组织Caspase一12、NF—KB065蛋白呈低表达,I/R组、TM组和TM+I/R组中均呈高表达,与Sham组比较差异有统计学意义(P<0.05),其中TM组和TM+I/R组均低于I/R组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论小剂量衣霉素诱导内质网预处理可能通过减轻缺血再灌注心肌的内质网应激,降低NF.KB通路激活,减轻心肌局部炎症,从而产生一定的心肌保护效果。【关键词】心肌缺血再灌注损伤;内质网应激;预处理;炎症基金项目:贵州省自然科学基金(黔科合J字[2013]2175号)Preconditioningwithendoplasmicreticulunlstressinducedbylowdosetunicamycinattenuatesmyo.cardialinflammationinmyocardialischemia—reperfusioninjuryZhouTao,XieXiaoyong,FengXu.XiangDaokangDepartmentofCardiacSurgery,GuizhouProvincialPeople’sHospital,Guiyang550002,China(ZhouT,XiangDK);DepartmentofCardiothoracicSurgery,theFirstAffiliatedHospitalofGuangxiMedicalUniver-sity,Nanning53DD2J,China(XieX】,,FengX)Correspondingauthor:XiangDaokang,Entail:xiangdaokang@rip.sina.eom【Abstract】ObjectiveToevaluatetheprotectiveeffectsofpreconditioningwithendoplasmicretic.ulumstress(ERS)inducedbytunicamycin(TM)againstmyocardialinflammationinmyocardialischemiareperfusion(L/R)injury.MethodsFortySprague—Dawleyratswererandomlydividedintofourgroups:Sham,TM,I/R,andTM+I/R.ThemodelofI/Rwereestablishedbyocclusionoftheleftanteriorde.scendingcoronaryarteryfor0.5hfollowedbyreperfusionfor2hinI/RgroupandTM+L/Rgroup.TMgroupandTM+I/RgroupweretreatmentedbyTM0.6m∥kgat30minbeforemodelestablished.BIoodsampleswerewithdrawnfromcarotidarteryafterthoracotomyand2hafterreperfusion.todetectthe1evelsofcreatinekinaseisozyme(CK—MB)andlacticdehydrogenase(LDH).Theproteinexpressionofcystei.nylaspartate—specificprotease(Caspase)一12andnuclearfactor(NF)一KBp65inheartattheendoftheI/RwereexaminedbyWestemblottinginallgroups.Themyocardialapoptosisindex(AI)usingterminaldeoxynucleotidylnick—endlabelingwereobservedinallgroups.ResultsThelevelsofCK—MBandLDH,AI,andexpressionsofCaspase一12andNF—KBp65proteinin1/Rgroup[(546±69)U/L,(2094-t-328)U/L,(29.4±3.1)%,0.46l±0.046,and0.287±0.032respectively]andTM+I/Rgroup[(977±103)U/L,(3198±417)U/L,(12.8±1.9)%,0.269±0.04l,and0.153土0.03l万方数据・2725-・实验研究・。z,zo。主堡塞鳖生E型盘圭垫I!生!!旦筮塑鲞筮!!塑垦!堕』坠&!!婆:里望!翌!垦!!!查,∑塑:塑:盟!:!!wererespectivelyjhigherthanShamgroup[(559±81)U/L,(2459±231)U/L.(2.4±0.3)%.0.0674-0.009,and0.049±0.006respectively]andTMgroup[(572±81)U/L,(2335±241)U/L,(7.7±0.6)%,0.149±0.031,and0.082±0.010respectively—at2hafterreperfusion(P<0.05).AllobservedindexesinI/RgroupwerehigherthanTM+I/Rgroupat2hafterreperfusion(P<0.05).ConclusionPreconditioningwithERSinducedbylowdoseTMattenuatesmvocardialinflammatory.whichmaybeassociatedwiththereducedI/Rinjuryinrats.【Keywords】tioning;MyocardialischemiareperfusionInflammationinjuq';Endoplasmicreticulumstress:Precondi—Fundprogram:NaturalScienceFoundationofGuizhouProvince(『2013]2175)心肌局部的炎症反应在心肌缺血再灌注损伤(VR)过程中起重要作用11J,其机制涉及多种信号传导通路的变化;炎症反应通路特别是核因子(NF).KB通路和内质网应激(ERS)‘2。之间存在着广泛的联系,研究结果表明ERS是重症哮喘等炎症相关性疾病发生的重要机制。3o,ERS对缺血再灌注损伤心肌局部炎症反应亦有一定的影响。本研究旨在探讨小剂量衣霉素诱导ERs预处理是否通过减轻大鼠缺血再灌注损伤心肌局部炎症反应减轻心肌的损伤。材料与方法1.材料:健康成年雄性清洁级SD大鼠40只(体重200—250g,广西医科大学实验动物中心提供);衣霉素(TM,美国Sigma公司);肌酸肌酶同工酶(CK—MB)和乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒(南京建成生物工程研究所);原位缺VI末端标记法(TUNEL)试剂盒(德国Roche公司);半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶(Caspase).12、NF.KBp65多克隆抗体(美国SantaCruz公司)。2.实验分组:大鼠在模型建立前适应性喂养24h,使用数字表法将大鼠随机分为假手术组(Sham组)、单纯衣霉素处理组(TM组)、缺血再灌注组(I/R组)及衣霉素处理+I/R组(TM+I/R组)4组,每组10只。Sham组和TM组在手术过程中只穿线,不结扎冠状动脉,依分组不同分别腹腔注射生理盐水或衣霉素0.6mlfkg;I/R组在结扎冠脉前30min腹腔注射生理盐水0.6ml/kg,结扎左冠状动脉前降支30rain,再灌注2h;TM+I/R组在结扎冠脉前30min腹腔注射衣霉素0.6mg/kg,结扎左冠状动脉前降支30rain,再灌注2h。大鼠在最后一次取完血样后处死,摘取心脏。3.模型建立:模型建立前大鼠禁食12h,自由饮水,3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉,气管插管进行机械通气,分离左颈总动脉,将预充肝素的聚乙烯塑料导管插入左心室,通过压力换能器与多导联生理记录仪连接,监测血流动力学指标。取胸骨左侧切El,左侧第三~第四肋间进胸,左冠状动脉前降支根部穿5-0Prolene线备用。依分组不同腹腔给予0.6mL/kg的生万方数据理盐水或TM,30rain后将结扎线打活结结扎,关闭胸腔,结扎30rain后打开胸腔,松开结扎线,再灌注2h。通过观察结扎后缺血区心肌组织颜色变化和心电图明显的ST段抬高判定动物模型建立成功。4.大鼠心肌损伤标志物检测:各组在开胸后通过颈动脉第1次取血,I/R组和TM+I/R组在再灌注2h时、Sham组和TM组在相应时点再次颈动脉采血,标本在4℃、3000r/min离心10rain,取上血清液,使用比色法检测血清CK.MB和LDH活性,具体操作过程严格按照试剂盒说明书进行。5.TUNEL法观察心肌细胞凋产:大鼠在最后1次取完血样后处死,摘取心脏,使用冰生理盐水冲净血液,取左心室前壁部分心肌组织分成两份,1份使用10%中性多聚甲醛固定,脱水,石蜡包埋并切片,厚4¨m,4℃保存备用,另l份置于液氮中保存备用。检测时取心肌组织石蜡切片,使用TUNEL试剂盒,严格按照说明书观察心肌细胞凋亡,在光镜(×400)下观察,正常心肌细胞核染成深蓝色,如细胞核中有棕褐色视为细胞凋亡阳性,每张切片随机选择4个互不重叠的高倍视野,采用ImageProPlus6.0图像分析软件,计算心肌细胞凋亡指数(AI):AI(%)=凋亡细胞数/细胞总数×100%。6.Westernblot检测Caspase一12、NF—KBp65蛋白表达:提取心肌组织总蛋白定量后分装,提取上清液进行聚丙烯酰胺凝胶电泳,将电泳分离后蛋白质电转移至纤维素膜上,经封闭、洗脱后加入一抗(1:1000),室温孵育,洗膜后二抗孵育,抗原一抗体复合物用增强型化学发光试剂(ECL)法显示,胶片曝光,常规方法显影、定影,Image.ProPlus图像分析软件分析蛋白条带的积分吸光度(A)值,以靶蛋白A值/甘油醛.3.磷酸脱氢酶(GAPDH)A值的比值反映Caspase.12、NF—KBp65蛋白的相对水平。7.统计学方法:应用SPSS17.0统计软件分析;计量数据采用均数±标准差(孟±s)表示,各组间比较采用方差分析,以P<0.05为差异有统计学意义。结果1.大鼠心肌损伤指标结果:Sham、TM组CK.MB、生堡塞堕处型苤圭!!!!生!!旦箜塑鲞筮!!塑垦!也』垦苎巳!!强:旦!!!些竺!!!!:!!!:!!:盟!:!!・2727・LDH活性在再灌注2h时与开胸后比较差异无统计学意义(P>0.05),I/R组和TM+I/R组均明显上升,与开胸后比较差异有统计学意义(P>0.05)。I/R组较TM+I/R组高,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。●-___-,●■■●●●l●■●●●一、…)ll●——■●●—●●_●-表1各组CK—MB、LDH水平变化(U/L,n=10,x±s)1:假手术组;2:单纯衣霉素处理组;3:缺血再灌注组;4:衣霉素+缺血再灌注组;Caspase一12:半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶一12;NF—KBp65:核因子一KBp65;GAPDH:甘油醛-3・磷酸脱氢酶图1各组Caspase一12、NF—KB065蛋白的表达伤标志物CK.MB与LDH的释放相对较少,ERS介导的心肌细胞凋亡也较轻,说明小剂量衣霉素预处理后缺血一再灌注心肌的损伤相对较轻。心肌局部炎症反应是心肌再灌注损伤发生的重要机制,研究结果表明注:Sham组:假手术组;TM组:单纯衣霉素处理组;I/R组:缺血再灌注组:TM+I/R:衣霉素+缺血再灌注组;CK-MB:肌酸激酶同T酶;LDH:乳酸脱氢酶;与Sham组比较,8P<0.05;与TM组比较,“P<0.05;与1/R组比较,。P<O.05;与同组开胸后比较,。P(0.05ERS过程中的未折叠蛋白反应可诱导炎症反应,同时炎症反应也可诱发ERS的发生,影响细胞代谢状态,引起更强烈的炎症反应,因此炎症与ERS之间形成恶性循环,加重细胞损伤。在细胞炎症反应中,具有多向调节作用的转录因子NF.KB起重要作用。本研究结果提示,缺血.再灌注模型心肌NF—KBp65的含量增加,表明缺血一再灌注过程中存在心肌炎症反应,但使用小剂量衣霉素预处理组NF-KB065表达相对减轻,提示内质网应激预处理有利于抑制心肌NF—KB激活,推测可以减少促炎性细胞因子的释放,减轻炎症反应时各种炎性因子彼此影响、彼此加强形成恶性循环的正反馈体系,从而抑制心肌炎症和心肌损伤间彼此影响的恶性循环,减轻心肌的损伤。本研究结果表明,心肌缺血-再灌注过程中存在心肌局部炎症反应,小剂量衣霉素预处理可能通过减少内质网应激,减少NF.KB激活、阻断局部炎症介质网络体系,减轻心肌局部炎症,从而具有一定的心肌保护效果。参考文献[1]WuX,ZhangB,FanR,eta1.U50,488Hinhibitsneutrophilaccumu—inductioninducedbyischemia・reperfusioninrat2.大鼠心肌细胞凋亡:Sham组、TM组、I/R组和TM+I/R组细胞凋亡指数依次为(2.4±0.3)%、(7.7±O.6)%、(29.4±3.1)%和(12.8±1.9)%。I/R组、TM+I/R组与Sham组比较,细胞凋亡指数较高,差异有统计意义(P<0.05),I/R组与TM+I/R组比较更为显著(P<0.05)。3.大鼠心肌Caspase一12、NF—KBp65蛋白的表达:再灌注2h后Sham组心肌组织Caspase一12、NF—KBp65蛋白呈低表达,I/R组、TM组和TM+I/R组中均高表达,与Sham组比较差异有统计学意义(P<0.05),其中TM组和TM+I/R组表达均低于L/R组,差异有统计学意义(P<0.05,表2,图1)。表2各组Caspase一12、NF—KB065蛋白的表达(n=10,x±s)lationandTNF—d注:Sham组:假手术组;TM组:单纯衣霉素处理组;IfR组:缺血再灌注组;TM十I/R:衣霉素+缺血再灌注组;Caspase-12:半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶一12;NF—KB065:核因子-KBp65;与Sham组比较,8P<0.05;与TM组比较,“P<O.05;与I/R组比较,。P<O.05[3][2]heart[J].Cytokine,201l,56(2):503-507.DOI:10.1016/j.cyto.2011.07.015.孙忠东,宋玉娥,景丽.酸性复灌液对缺血再灌注心肌内质网应激细胞凋亡的影响[J].中华实验外科杂志,2013,30(4):753-755.SunZD,SongtosisofmyocardialendopasmicreticulumYE,JinL.Effectsofacidicrepeffusatemediumonapop・stress[J].ChinJExpSurg,2013.30(4):557-559.DOI:10.3760/cma.j.issn.1001-9030.2013.04.034.KimSR,LeeYC.Endoplasmicreticulumlingnetworksinseverestressandtherelatedsigna-讨论asthma[J].AllergyAsthmaImmunolRes,2015,7(2):106—117.DOI:10.4168/aair.2015.7.2.106.本研究结果显示,小剂量衣霉素预处理组心肌损(收稿日期:2016-03.19)万方数据