论文部分内容阅读
背景:糖尿病是心房颤动(房颤)发生的独立危险因素之一,糖尿病引起房颤发生的机制尚不明确。我们前期研究结果表明糖尿病心房肌中核转录因子-κB(NF-κB)p65表达上调,其下游产物肿瘤坏死因子-α(TNF-α)mRNA和转化生长因子-β(TGF-β)蛋白表达增多,导致心房重构。但NF-κB激活的上游机制尚不明确。目前越来越多的证据表明PKCβ亚型在糖尿病并发症中异常表达和激活。在其他组织细胞中PKCβ激活能够引起NF-κB活化,由此推测,心房肌中PKCβ/NF-κB途径可能是引起糖尿病心房重构重要通路。目的:应用心脏超声、血流动力学、心脏整体电生理、病理染色、Western-blotting、全细胞膜片钳等实验方法,探讨蛋白激酶C-β(PKCβ)在糖尿病心房结构重构及电重构中的作用及机制。方法:健康成年wistar雄性大鼠128只,均随机分为4组:对照组(C组),糖尿病组(DM组),PKCβ抑制剂组(CR组)和糖尿病+PKCβ抑制剂组(DMR组),每组8只。建立链脲菌素诱导的糖尿病模型,CR组及DMR组大鼠予PKCβ抑制剂(Ruboxistaurin,RBX,LY333531)1mg·Kg·d饲养8周,同时C组及DM组正常饲养8周,超声心动图测量左心房前后径(LAD),左心室舒张末内径(LVEDD),左心室收缩末内径(LVESD)和左心室射血分数(LVEF);应用充满500U/mL肝素盐水的动脉测压管,记录主动脉内收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均压(MBP)、左心室舒张末压力(LVEDP);建立Langendorff灌流的离体大鼠心脏模型,记录房间传导时间(IACT),房室传导文氏周长(AVWCL),S1S2刺激测定左心房和右心房有效不应期(AERP),计算AERP离散度(AERPD)。Burst刺激诱发房颤,观察各组房颤诱发情况;HE染色及马松染色检测左心房细胞形态、大小及心房间质纤维化程度;采用Western Blotting技术测定左心房组织PKCβ、p-PKCβ、NF-κBp65、p-IκB、P38MARK、TNF-α、TGF-β、Cav1.2、NCX蛋白表达;全细胞膜片钳技术记录L型钙电流(ICa,L),钠电流(INa)及瞬时外向钾电流(Ito)。结果:与C组相比,干预8周后DM组大鼠LAD增大[(5.35±0.56)mm vs(3.92±0.76)mm,P<0.05],LAD差值增大[(2.11±0.47)mm vs(0.41±0.39)mm,P<0.05];IACT延长[(28.38±4.37)ms vs(24.50±2.73)ms,P<0.05],LAERP减小[(62.63±1.85)ms vs(77.38±1.60)ms,P<0.05],RAERP减小[(60.50±1.70)ms vs(77.38±1.51)ms,P<0.05],AERPD增大[(5.75±1.04)ms vs(3.50±0.93)ms,P<0.05],房颤诱发率升高(95/160 vs 10/160,P<0.05);左心房肌细胞排列紊乱,左心房肌细胞横截面积增大[(86.67±21.95)μm2 vs(42.75±18.36)μm 2,P<0.05],心肌间质明显纤维化,胶原容积分数增大(5.64%±0.96%vs 3.00%±0.93%,P<0.05);PKCβ、p-PKCβ、NF-κBp65、p-IκB、P38MARK、TNF-α、TGF-β、Cav1.2、NCX蛋白表达显著增加;心房肌细胞ICa,L最大电流密度增大[(5.57±1.31)pA/pF vs(3.94±1.40)pA/pF,P<0.05],INa最大电流密度减小[(89.68±11.56)pA/pF vs(125.97±9.36)pA/pF,P<0.05],Ito最大电流密度减小[(30.53±14.85)pA/pF vs(53.20±18.55)pA/pF,P<0.05]。与DM组相比,干预8周后DMR组大鼠LAD减小[(4.18±0.45)mm vs(5.35±0.56)mm,P<0.05],LAD差值减小[(0.79±0.57)mm vs(2.11±0.47)mm,P<0.05];IACT缩短[(22.50±2.20)ms vs(28.38±4.37)ms,P<0.05],LAERP增大[(76.50±1.20)ms vs(62.63±1.85)ms,P<0.05],RAERP增大[(72.75±1.83)ms vs(60.50±1.70)ms,P<0.05],AERPD减小[(3.38±1.92)ms vs(5.75±1.04)ms,P<0.05],房颤诱发率明显减低(14/160 vs95/160 P<0.05);细胞横截面积减小[(48.36±16.85)μm2 vs(86.67±21.95)μm2,P<0.05],胶原容积分数减小(3.14%±0.80%vs 5.64%±0.96%,P<0.05);PKCβ、p-PKCβ、NF-κBp65、p-IκB、P38MARK、TNF-α、TGF-β、Cav1.2、NCX蛋白表达显著减少;心房肌细胞ICa,L最大电流密度减小[(3.77±0.45)pA/pF vs(5.57±1.31)pA/pF],INa最大电流密度增大[(113.94±22.83)pA/pF vs(89.68±11.56)pA/pF],Ito最大电流密度增大[(44.27±15.10)pA/pF vs(30.53±14.85)pA/pF];四组血流动力学差异无统计学意义。结论:PKCβ/NF-κBp65是糖尿病引起房颤的作用通路,其下游的TNF-α、TGF-β表达升高;糖尿病大鼠心房增大、左心房肌细胞排列紊乱、左心房间质纤维化导致心房结构重构。糖尿病大鼠心房肌细胞ICa,L电流密度增大,INa及Ito电流密度减小;糖尿病大鼠房间传导延迟、心房有效不应期缩短及离散度增加导致电重构。RBX明显减轻糖尿病大鼠心房的结构重构及电重构,降低糖尿病大鼠房颤的发生率。