论文部分内容阅读
冠状动脉粥样硬化性心脏病是冠状动脉血管发生动脉粥样硬化病变而引起血管腔狭窄或阻塞,造成心肌缺血、缺氧或坏死而导致的心脏病,常常被称为“冠心病”。世界卫生组织将冠心病分为5大类:无症状心肌缺血(隐匿性冠心病)、心绞痛、心肌梗死、缺血性心力衰竭(缺血性心脏病)和猝死5种临床类型。致死率极高,危害极大。现有的研究表明,它的发生、发展和高血压、高血糖、肥胖等多种因素密切相关。目前针对冠心病的治疗,主要包括药物治疗、手术治疗及溶栓治疗。随着动脉搭桥术、溶栓疗法、经皮腔内冠脉血管成形术等方法的建立和推广应用,多数情况下,缺血后再灌注可使组织器官功能得到恢复,损伤的结构得到修复,患者病情好转康复;但有时缺血后再灌注,不仅不能使心肌功能恢复,反而加重心肌的功能障碍和结构损伤。此外,心肌梗死面积与再灌注损伤的程度密切相关。那么心肌缺血再灌注损伤的机制是什么呢?最近的研究表明在体外实验中揭示了在心肌微血管内皮细胞中能够表达NLRP3,但是在心肌细胞中几乎不表达NLRP3。同样的,在心肌微血管内皮细胞的模拟缺血再灌注损伤中NLRP3炎性小体被激活,但是在心肌细胞中却没有被激活。此外,在心肌微血管内皮细胞的模拟缺血再灌注损伤中能够加强TXNIP和NLRP3相互作用。除此之外,在心肌微血管内皮细胞中TXNIP si RNA能够降低NLRP3炎性小体的激活和模拟缺血再灌注带来的损伤,这也将作为衡量LDH的释放以及caspase-3的活性。在心肌微血管内皮细胞ROS的清除剂能够从NLRP3上解离TXNIP并且阻断NLRP3炎性小体的活性。活性氧在心肌缺血再灌注损伤中发挥了重要作用,但是NLRP3在心肌缺血再灌注损伤中的功能鲜有报道。综上所述,我们提出了在心肌微血管内皮细胞中TXNIP介导的NLRP3炎性小体激活作为心肌缺血再灌注损伤的一个机制。阻断TXNIP/NLRP3信号来抑制NLRP3炎性小体的激活也许为缓和心肌缺血再灌注损伤能提供新颖的治疗。TXNIP能够直接结合TRX,并抑制TRX的活性,直接参与到氧化应激中,有文献研究表明:干涉TXNIP后,能够减轻缺血再灌注损伤。但TXNIP激活机制不清楚。根据对相关文献的查阅,我们认为:在缺血再灌注损伤中存在以下通路:缺血再灌注损伤导致ROS大量释放,引起TXNIP与TRX分离,进而活化了NLRP3炎性小体。ASC为NLRP3与Caspase 1之间的相互作用起到了桥梁的作用,使得NLRP3对炎症反应的激活和继发的IL-1β和IL-18过分泌及表达水平增加起到重要作用,加剧了缺血心肌的炎症反应。但是,TXNIP是如何活化NLRP3的?以及NLRP3在缺血再灌注损伤中的功能目前尚不清楚。为此,本研究小组进行下列的研究工作。目的:在动物模型和细胞模型上探讨NLRP3炎性小体和TXNIP在小鼠心肌缺血再灌注损伤中的作用和机制,为治疗心肌缺血在灌注损伤提供新的机制。方法:将C57BL/6小鼠随机分为对照组和BAY 11-7028(NLRP3抑制剂)组、TXNIP si RNA组、NLRP3 si RNA组,每组中一半小鼠通过心肌缺血再灌注法构建缺血再灌注(IR)模型,其余接受假手术处理。BAY 11-7028组术前10 min腹腔注射BAY 11-7028。造模成功后对小鼠进行评分,2,3,5,一氯化三苯基四氮唑染色,并计算缺血梗死面积,HE染色观察病理变化,TUNEL染色观察各组心肌凋亡情况,Western Blot检测小鼠心肌组织NLRP3蛋白、TXNIP蛋白表达,ELISA检测小鼠脑组织中IL-1β、IL-18浓度。在心肌微血管内皮细胞和心肌细胞中也用Western Blot检测细胞模拟缺血再灌后NLRP3蛋白、TXNIP蛋白表达,ELISA检测其中IL-1β、IL-18浓度。结果:各组IR小鼠心肌损伤程度均重于假手术小鼠,但是对照组IR小鼠心肌损伤程度比BAY 11-7028组严重。HE染色和TUNEL染色显示,IR小鼠心肌组织出现明显损伤,心肌凋亡数量明显增多,BAY 11-7028可减轻IR造成的病理损伤程度。与对照组相比,BAY 11-7028组的心肌组织NLRP3蛋白表达明显受到抑制并且IL-1β、IL-18的分泌显著性降低(P<0.05),TXNIP si RNA组、NLRP3si RNA组也减轻IR造成的病理损伤程度及IL-1β、IL-18升高程度明显降低(P<0.05)。在心肌细胞中没有明显的变化,但是在心肌微血管内皮细胞模拟缺血再灌注中与动物水平结果一致。结论:1.发现NLRP3炎症小体在小鼠心肌缺血再灌注模型中异常活化。2.心肌缺血再灌注损伤导致ROS大量释放,促进NLRP3炎性小体的异常活化及与TXNIP的相互结合加剧了心肌缺血再灌注损伤的炎症反应,扩大了梗死面积3.体外实验结果表明,NLRP3表达于心肌微血管内皮细胞,几乎不表达于心肌细胞4.SI/R模型验证了在CMECs中TXNIP与NLRP3的相互结合及NLRP3炎性小体异常活化介导的炎症反应