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目的本研究通过制备大鼠急性心肌梗死动物模型,观察并比较重组腺病毒介导的人组织激肽释放酶1基因(TK-1)或人基质金属蛋白酶组织抑制物1基因(TIMP-1)或联合基因(TK-1和TIMP-1)转移对心肌梗死后炎症因子表达的影响,探讨可能的作用机制。方法1、本研究采用经典的冠脉结扎法,结扎冠状动脉左前降支建立SD(Sprague Dawley)大鼠心肌梗死模型,取250-300g雄性SD大鼠随机分为:假手术组,冠脉结扎组。术中记录大鼠心电图,术后7天采用心脏超声检测大鼠心功能,随后处死大鼠取其心肌组织,采用HE染色观察心肌梗死区域炎症情况,TTC染色观察心肌梗死的面积。2、本研究采用经典冠脉结扎法,建立SD大鼠心肌梗死模型,取250-300g雄性SD大鼠随机分为6组:假手术组,PBS组,对照病毒组,TK-1组,TIMP-1组,联合基因组。除假手术组仅用丝线穿过左前降支外,其余五组均用丝线缝扎左前降支以制备急性心肌梗死模型,并分别于心肌梗死交界区注射磷酸盐缓冲液(100μl)、照病毒载体、TK-1载体、TIMP-1载体或联合基因载体(病毒量1×1010pfu/只,保存于100μl的病毒稀释液)。术后28天,采用心脏超声检测大鼠心功能,随后处死大鼠取其心肌组织,免疫荧光共聚焦检测联合基因组的目的蛋白表达,采用HE染色观察心肌梗死区域形态学变化,TTC染色观察心肌梗死的面积,TUNEL法检测心肌细胞凋亡,免疫组化检测MIF、NF-κB、MMP-2及MMP-9的表达情况,蛋白免疫印迹法检测TK-1、TIMP-1、MIF、NF-κB、MMP-2及MMP-9的蛋白表达水平。结果1、术中大鼠心电图可见,结扎冠状动脉左前降支后心电图上R波和T波融合成帐篷波,ST段弓背上抬,证实成功构建大鼠心肌梗死模型。术后7天,大鼠心肌组织HE染色切片可见假手术组炎症浸润明显少于冠脉结扎组;与假手术组大鼠相比,冠脉结扎组大鼠的左室舒张期内径(LVIDd)升高、左室收缩期内径(LVIDs)升高、短轴缩短率(FS)降低、射血分数(EF)降低(P<0.05),且假手术组大鼠心肌组织经TTC染色示心肌梗死面积小于冠脉结扎组(P<0.05)。冠脉结扎心梗模型的存活率约为80%。2、联合基因组大鼠心肌组织经免疫荧光染色,于共聚焦显微镜下可见红色荧光和绿色荧光,提示TK-1与TIMP-1基因均转染成功。经蛋白免疫印迹法检测各组大鼠心肌组织TK-1与TIMP-1蛋白表达情况,结果提示仅TK-1组及联合基因组有TK-1蛋白表达,仅TIMP-1组及联合基因组有TIMP-1蛋白表达,且单基因组与联合双基因组表达差异无统计学意义(P>0.05),其余各组均无TK-1及TIMP-1蛋白表达。3、经28天干预后,各组大鼠心功能、心肌梗死面积比较:与假手术组相比,PBS组大鼠的LVIDd与LVIDs升高、FS与EF降低(P<0.05),心梗区域有明显的炎症细胞浸润,心肌梗死面积增大(P<0.05),心肌细胞凋亡指数升高(P<0.05)。PBS组与对照病毒组对比各项结果差异均无统计学意义(P>0.05)。与PBS组相比,TK-1组、TIMP-1组或联合基因组大鼠的LVIDd有所降低但差异无统计学意义(P>0.05)、LVIDs降低、FS与EF升高,心肌梗死面积减少,心肌细胞凋亡指数降低(P<0.05)。与TK-1组或TIMP-1组相比,联合基因组大鼠的LVIDd显著降低、FS与EF显著升高,心肌梗死面积进一步减少,心肌细胞凋亡指数显著降低(P<0.05)。4、经28天干预后,各组大鼠心肌组织的炎症因子(MMP-2及MMP-9)和NF-κB、MIF表达水平,结果提示:与假手术组相比,PBS组大鼠心肌组织中炎症因子和NF-κB、MIF的表达水平均明显上升(均P<0.05)。PBS组与对照病毒组相比,各项表达水平差异均无统计学意义(均P>0.05)。与PBS组相比,TK-1组、TIMP-1组或联合基因组,均能显著减少炎症因子和NF-κB、MIF的表达(均P<0.05)。与TK-1组或TIMP-1组相比,联合基因组可显著降低炎症因子和NF-κB、MIF的表达水平(均P<0.05)。结论1、成功构建大鼠心肌梗死模型,携带人TK-1或TIMP-1基因的重组腺病毒载体转染心梗大鼠心肌组织后,且TK-1或TIMP-1基因均获得稳定表达。携带联合基因(TK-1和TIMP-1)的重组腺病毒载体转染后,目的蛋白TK-1和TIMP-1均在心肌组织获得共同稳定高表达。2、联合基因(TK-1和TIMP-1)过表达后可缩小大鼠心梗后心肌梗死面积,抑制心肌细胞凋亡,改善心功能。与单基因(TK-1或TIMP-1)过表达相比,联合基因显著减少心肌梗死面积,抑制心肌细胞凋亡,改善心功能。3、联合基因(TK-1和TIMP-1)过表达后,相比单基因过表达,可显著下调炎症因子(MMP-2、MMP-9)和MIF、NF-κB的表达水平,这可能与TK-1和TIMP-1都部分通过抑制MIF/NF-κB/MMP-2、9炎症通路有关,可能呈现协同或叠加效应,从而更好地改善心梗后的心室重塑过程。