广谱基质金属蛋白酶抑制剂多西环素对高血压性左心室重塑的影响

论文摘要

目的：高血压诱发左心室（Left Ventricle，LV）重塑是心脏对压力超负荷的早期代偿反应，表现为心肌收缩力的增强和心脏射血量的增加，但长期处于压力负荷下，将导致心室肥厚和细胞外基质（Extracellular Matrix，ECM）异常，进而发生心室扩张和心功能障碍，最终演变为心力衰竭。基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinases，MMPs）在ECM代谢中发挥着重要作用，而ECM是决定心脏结构和功能完整性的主要因素，MMPs在蛋白水平的改变可以造成ECM合成／降解失衡，导致LV重塑，因此抑制MMPs可能会改善LV重塑。研究表明抑制MMPs表达和活性增高能够阻遏腹主动脉瘤的扩张，减缓动脉瘤的发展。本课题选用非选择性基质金属蛋白酶抑制剂多西环素干预卒中易感性自发性高血压大鼠（Stroke-Prone Spontaneously Hypertensive Rats，SHR-SPs）模型，旨在探讨压力超负荷条件下抑制MMPs对LV重塑及心功能的影响。方法：80只7周龄的雄性SHR-SPs随机分入多西环素组（30mg／Kg·d）和对照组，另选10只同龄雄性Wistar-Kyoto（WKY）大鼠作为SHR-SPs的阴性对照组。所有大鼠适应性饲养1周，第8周起开始给与干预，定期测量各组大鼠的体重变化和无创尾压。当对照组病死率达到50％时，观察终止。3组中存活大鼠麻醉后，将Millar压力-容积导管经右侧颈总动脉送入LV，测定LV血流动力学变化。检测结束后，处死大鼠摘取心脏，称取全心重量和LV重量，在液氮中速冻后保存于—80℃冰箱。一部分心脏用于制备石蜡切片，切片经苦味酸-天狼猩红染色，用图像分析法计算出LV心肌胶原容积分数（Collagen Volume Fraction，CVF）、血管周胶原面积与管腔面积比（Perivascular Collagen Area to Luminal AreaRatio，PVCA／LA），心肌横断面积和动脉中膜面积与管腔面积比（Medial Area to Luminal Area Ratio，MA／LA），通过这些指标评价心肌间质纤维化对LV重塑的影响。另一部分心脏用于心肌MMP-2的明胶酶谱和Western blot分析，图像经光密度扫描仪扫描后，用Image Pro Plus图像分析软件进行半定量分析。结果1与对照组比较，多西环素组心肌间质CVF[（10.05+8.13）％vs．（5.47±4.94）％，P＜0.05]、PVCA／LA[（1.2±124.1）％vs．（134.0±92.9）％，P＜0.05]，心肌横断面积[458.75±146.43 vs．348.04±121.57μm2，P＜0.05]和MA／LA[1.05±0.76 vs．0.54±0.17，P＜0.05]均明显增高。多西环素组与对照组LV重／体重比、CVF、PVCA／LA、心肌横断面积和MA／LA均明显高于WKY大鼠（P＜0.05）。这些结果表明，在不改变后负荷（血压）的前提下，多西环素能够增加心肌组织中ECM的沉积量。2心肌MMP-2的明胶酶谱和Western blot分析：与对照组比较，多西环素组心肌MMP-2活性（2.46±0．vs．2.00±0.16，P＜0.05）和蛋白含量（9.15±1.68 vs．2.79+0.99，P＜0.05）明显降低，说明多西环素可以有效抑制心脏MMP-2的表达和活性。3左心室收缩功能分析显示：与WKY大鼠比较，对照组LVESP（3.9±26.2vs．105.84±12.6mmHg，P＜0.05），LVESV（134.3±61.9 vs．68.34±19.1μL，P＜0.05）、+dp／dtmax （9804±2047 Vs．8261±1802mmHg／s，P＜0.05）和—dp／dtmax （—7291±1912 vs．—5671±1206mmHg／s，P＜0.05）均明显升高，而EF（48.17±14.51 vs．71.28±3.91，P＜0.05）、SV（111.3±31.2 vs．134.7±12.8μL，P＜0.05）、CO（32616±10469 vs．50818±5801μL／min，P＜0.05）和+dV／dtmax（4134±1182 vs．5478±939μL／s，P＜0.05）明显降低。然而比较多西环素组与对照组LV收缩功能时，发现多西环素可以延缓SHR-SPs中EF（63.89±13.10 vs．48.17±14.51，P＜0.05）、SV（134.0±23.8 vs．111.3±31.2μL，P＜0.05），SW（17490±3604 vs．12528±3169mmHg·μL，P＜0.05）和CO（43653±7202 vs．32616±10469μL／min，P＜0.05）的降低；多西环素组+dp／dtmax和—dp／dtmax（14110±2652 Vs．9803±2046mmHg／s；—8896±2194 Vs．—7291±1912mmHg／s，P＜0.05）明显高于对照组。上述结果说明慢性压力负荷导致了心脏收缩功能不全，而多西环素可以部分保留LV的收缩功能。4左心室舒张功能分析显示：与WKY大鼠比较，对照组LVEDP（15.17±5.75vs．8.11±3.06mmHg，P＜0.05）、LVEDV（238.57±60.15 vs．182.07±29.06μL，P＜0.05）和τ（Glantz）（19.514±3.86 vs．13.46±1.50ms，P＜0.05）均明显升高。多西环素组与对照组LV舒张功能指标间无明显统计学意义（P＞0.05），与WKY大鼠比较，多西环素组τ（Glantz）值升高（18.77±6.57 vs．13.46±1.50ms，P＜0.05）。这些结果表明在本研究的干预期内，两组SHR-SPs的LV舒张功能明显受损。结论：压力超负荷诱导的LV重塑过程中，伴有明显的心肌间质纤维化、MMPs和心功能异常。非选择性MMPs抑制剂多西环素能够有效抑制心肌MMP-2的表达和活性，从而增加心肌间质ECM的沉积。但与传统观点不一致的是，在没有控制血压的前提下，增加心肌ECM沉积并不能使心脏的泵血功能受损。与此相反，心肌ECM的大量沉积可能延缓LV由代偿期向心性肥厚向离心性扩张的转变，并部分保存了心室的收缩功能。

论文目录

• 中英文缩略词对照表
• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 局限性
• 结论
• 参考文献
• 综述
• 致谢
• 附录