论文摘要
研究目的:心肌梗死后心室内压力和容量负荷对梗死区的组织修复过程有重要影响。负荷过高易导致梗死区膨展和心室扩张,乃至心脏破裂;而降低压力和容量荷后则有利于组织修复。但是,完全去除压力和容量负荷的影响后,心肌梗死区的组织修复如何进行,尚未见到相关研究。此外,目前尚无一种方法能够定量描述心肌梗死后组织修复过程中胶原纤维二维分布的动态演变,因此本研究的第二个目的是尝试建立一种新方法以定量评价梗死区胶原纤维的分布特点。研究内容与方法:利用Lewis大鼠之间无免疫排异的特点,在腹腔异位心脏移植的基础上,同时结扎供体心脏的冠状动脉引起心肌梗死,建立一种“左心室去负荷心肌梗死”模型。在模型建立后第3天,7天,14天和35天分别处死一批动物,动态研究供体心脏在完全去除压力和容量负荷后梗死区的组织修复过程。同时建立Lewis大鼠原位心肌梗死模型,在相同时点与移植心脏梗死区的组织修复过程进行横向比较。采用苦味酸天狼猩红-偏振光法对心肌梗死区胶原纤维沉积量、成熟程度的动态变化进行病理学分析。利用加利福尼亚大学生物医学工程系编写的Continuity软件对梗死区胶原纤维角度向量进行自动识别并结合有关圆分布统计分析方法,筛选与胶原纤维二维分布动态变化一致的统计学参数。采用免疫荧光染色对梗死区新生小动脉密度进行病理学分析。利用凝集素荧光染色对非梗死区心肌细胞横截面积进行动态分析。利用明胶酶谱法检测梗死区基质金属蛋白酶-2和-9（Matrix Metalloproteinase,MMP）活性的动态变化。以Westernblot法检测梗死区MMP-2、MMP-9,转化生长因子β-1（Transforming GrowthFactorβ-1,TGF-β1）和基质衍生因子-1（Stromal Derived Factor-1,SDF-1）的蛋白相对含量。结果:经胶原纤维角度自动识别结合圆分布统计分析后,反映胶原纤维角向量圆分布离散趋势的3个统计学参数（圆分布方差、圆分布标准差和离散常数）与心肌梗死后的不同时点间呈负相关。反映胶原纤维角向量圆分布集中趋势的两个统计学参数（平均合成长度、圆分布集中常数）与心肌梗死后的不同时点间呈正相关。故上述5个参数能够定量描述梗死区胶原纤维二维排列由紊乱向有序的动态发展过程。移植心脏梗死区随时间延续,胶原纤维排列紊乱程度呈进行性增加的趋势。利用上述5个参数,可定量描述这一过程。移植心脏梗死区的胶原合成量、成熟度均低于原位心肌梗死区。移植心脏梗死区小动脉密度自术后14天起,均高于原位梗死组。移植心脏的重量和非梗死区心肌细胞横截面积呈进行性减小的趋势,同时伴有细胞外基质沉积增多。至观察终点时,相对与原位梗死组,移植心脏梗死区仍然存在大量炎症细胞浸润。术后第14天,移植心脏梗死区MMP-9的蛋白含量和活性以及TGF-β1蛋白含量均明显高于同一时间点的原位梗死组,而MMP-2和SDF-1与同一时间点原位梗死区相比无明显差异。结论:自动角度识别结合圆分布统计分析,是一种能够定量评价心肌梗死区胶原纤维二维分布的新方法。左心室去负荷状态下,心肌梗死后的组织修复是一种以胶原纤维合成量下降、成熟度降低、空间排列紊乱、炎症消退延迟的异常修复过程。MMP-9与TGF-β1在左心室去负荷心脏梗死区组织修复中晚期的持续高表达,可能与左心室去负荷后的延迟修复有关。腹腔异位移植梗死心脏,可以成为一种研究心肌梗死后组织修复延迟机制的新动物模型。