探讨线粒体分裂蛋白1(Drp1)在大鼠心肌缺血/再灌注损伤(IRI)中的作用。
方法健康雄性Wistar大鼠24只,按随机数字表法分为假手术组、IRI模型组、Drp1抑制剂组,每组8只。采用结扎冠状动脉左前降支制备心肌缺血30 min、再灌注损伤模型;假手术组只穿线,不进行结扎。Drp1抑制剂组于术前15 min静脉注射1.2 mg/kg线粒体分裂抑制剂1(mdivi-1)。复灌3 h后,测定各组大鼠血流动力学、血清心肌酶、线粒体膜电位、过氧化氢(H2O2)、活性氧簇(ROS)、ATP生成等。处死大鼠取心脏,测定梗死面积与缺血面积比值(AI/AAR),蛋白质免疫印迹试验(Western Blot)测定心肌组织Drp1和细胞色素C(Cyt C)表达。
结果与假手术组比较,IRI模型组左室舒张期末压(LVEDP)、心肌肌钙蛋白I (cTnI)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)、AI/AAR、H2O2、ROS、Drp1蛋白、胞质Cyt C水平明显增加,左室收缩期末压(LVESP)、射血分数(EF)、短轴缩短率(FS)、线粒体膜电位、ATP生成、线粒体Cyt C表达量均明显下降。与IRI模型组比较,Drp1抑制剂组LVEDP明显下降〔mmHg(1 mmHg=0.133 kPa):8.83±1.20比16.48±1.80〕,LVESP、EF、FS明显增加〔LVESP(mmHg):116.80±9.78比87.80±8.82,EF:0.78±0.11比0.58±0.07,FS:(48.6±4.1)%比(32.4±3.2)%〕;心肌酶、H2O2、ROS均明显降低〔cTnI(ng/L):31.9±8.8比49.2±13.7,CK-MB(U/L):4.83±1.30比7.48±2.20,LDH(U/L):1 327.80±280.20比1 858.80±324.80,H2O2:6.40±1.40比8.90±1.50,ROS:41 916.3±6 295.3比65 182.6±3 777.8〕,AI/AAR明显减小(0.38±0.01比0.62±0.01),线粒体膜电位和ATP生成量明显增加〔线粒体膜电位:0.78±0.13比0.38±0.07,ATP(μmol/g):150.8±12.3比103.7±8.4〕,Drp1表达明显降低(0.50±0.02比0.79±0.05),线粒体Cyt C表达明显增加(0.64±0.04比0.21±0.01),胞质Cyt C表达明显降低(0.48±0.03比0.78±0.04),差异均有统计学意义(均P<0.05)。
结论大鼠心肌IRI时,线粒体分裂增加,线粒体功能明显下降;Drp1抑制剂能抑制线粒体分裂,改善线粒体功能,进而改善心脏功能。