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研究背景:败血症是指由病原体引起的严重的感染反应而导致的多器官功能衰竭,其中对心脏的影响较为严重。败血症引发的心功能障碍与患者的预后密切相关,但临床上常用的一些非特异性的治疗策略在改善败血症患者的心功能和死亡率方面的效果并不理想,因此亟需寻找新型有效的特异性治疗药物为败血症患者提供更好的治疗选择。腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)是一种包含不同亚基的异源三聚体,参与能量感应和代谢调节等多个过程。由于AMPK在细胞中的生物学功能与败血症引发的心肌损伤的病理机制密切相关,它已被认为是治疗败血症心肌损伤的关键靶点。石蒜碱(lycorine,LYC)是一种从石蒜鳞茎中分离提取得到的主要有效单体成分,结构上属于异喹啉生物碱。LYC能够与AMPK结构域172位点的苏氨酸结合并激活AMPK,改善糖尿病患者的外周神经功能。然而目前并没有研究报道LYC在败血症心肌损伤方面的应用,以及AMPK在该过程中的重要作用。研究目的:基于以上研究背景,我们将提出以下两个研究目的:(1)探究LYC是否具有抗败血症引发的心肌损伤的作用;(2)探究LYC是否通过影响AMPK通路发挥抗败血症引发的心肌损伤的作用。研究方法:1.LYC对CLP诱导小鼠心肌损伤的作用选取BALB/c雄性小鼠按体重随机分为:(1)假手术组(Sham组)、模型组(CLP组)和LYC预保护药物组(LYC+CLP组),术前5d、3d和1d分别通过腹腔注射给药二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)、DMSO、5mg/kg LYC;(2)Sham组、CLP组和LYC后保护药物组(CLP+LYC组),术后30min和4h分别通过腹腔注射给药DMSO、DMSO、5mg/kg LYC。Sham组小鼠打开腹腔后直接缝合;剩余各组小鼠均通过盲肠结扎穿孔(cecal ligation and perforation,CLP)复制败血症引发的心肌损伤模型。在CLP造模后8h,分别采用超声仪、肛温检测器、血生化检测仪、血常规检测仪比较各组小鼠心功能、肛温、血生化和血常规参数的变化;采用q RT-PCR比较各组小鼠心肌组织中m RNA含量的变化;采用Western blot比较各组小鼠心肌内蛋白质表达的变化;以及采用组织病理学染色分析各组小鼠心肌组织病理学变化。2.AMPK对LYC抗败血症心肌损伤作用的影响选取C57BL/6J野生型(wild type,WT)雄性小鼠和AMPK基因敲除(AMPK+/-)雄性小鼠分别作为LYC+CLP WT组和LYC+CLP AMPK+/-组,两组小鼠术前5d、3d和1d均通过腹腔注射给药5mg/kg LYC;另外,选取BALB/c雄性小鼠按体重随机分为Sham组、CLP组、LYC+CLP组、LYC+CC+CLP(compound C,CC)组和CC+CLP组,术前5d、3d和1d分别腹腔注射给药DMSO、DMSO、5mg/kg LYC、5mg/kg LYC和2.5mg/kg CC、2.5mg/kg CC。除Sham组之外的所有小鼠均通过CLP手术复制败血症心肌损伤模型。在CLP造模后8h,分别采用超声仪、肛温检测器、血生化检测仪、血常规检测仪比较各组小鼠心功能、肛温、血常规和血生化参数的变化;采用Western blot比较各组小鼠心肌内蛋白质表达的变化。研究结果:1.LYC具有保护CLP诱导小鼠心肌损伤的作用(1)与CLP组比较,LYC+CLP组小鼠生存率升高(P<0.05);肛温显著升高(P<0.001);败血症评分明显降低(P<0.05);血清中肌酸激酶(CK)、谷草转氨酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)和尿素氮(BUN)水平显著降低,白蛋白(ALB)水平显著升高(P<0.05);外周血中的白细胞(WBC)、粒细胞(GRA)、淋巴细胞(LYM)、中间细胞(MID)和血小板(PLT)数目明显增多,红细胞(RBC)数目明显减少(P<0.05);心输出量(CO)、每搏输出量(SV)和左心室末期收缩容积(LVESV)心功能指标明显上升,左心室收缩末期后壁厚度(LVPWs)和左心室舒张末期后壁厚度(LVPWd)心功能指标明显下降(P<0.05);心肌组织中促炎细胞因子NLRP3、TNF-α、Caspase-1、IL-6和IL-1β的m RNA水平显著升高(P<0.05);心肌组织中p-AMPK/AMPK、p-ACC/ACC和PPARγ等AMPK相关蛋白,NRF1、UCP2和TFAM等线粒体相关蛋白,Nrf2等氧化应激相关蛋白与ATF6、CHOP和GRP78等内质网应激相关蛋白表达均显著上调,部分内质网应激有关蛋白p-PERK/PERK的表达显著下调(P<0.05);心肌组织中氧化应激标志物NOX2、8-OHd G和ROS含量以及TNF-α和Ly6G等促炎细胞因子的水平均明显下调;心肌炎性细胞浸润减少;心肌内胶原纤维减少,心脏纤维化程度显著改善。(2)此外,与CLP组比较,CLP+LYC组小鼠肛温显著升高(P<0.001);败血症评分明显降低(P<0.01);血清中BUN水平显著降低(P<0.05);外周血中的WBC、GRA和MID数目明显增多,RBC数目明显减少(P<0.05);CO、SV和LVEDV等心功能指标明显上升,LVPWd和LVPWs等心功能指标明显下降(P<0.05)。2.LYC通过激活AMPK通路发挥抗CLP小鼠心肌损伤的作用(1)与LYC+CLP WT组比较,LYC+CLP AMPK+/-组小鼠肛温显著下降(P<0.0001);败血症评分明显升高(P<0.01);血清中LDH、BUN和AST水平显著升高(P<0.05);外周血中的WBC、GRA和LYM数目明显减少,RBC数目显著增多(P<0.05);CO、SV和LVEDV等心功能指标明显下降,LVPWd和LVPWs等心功能指标明显升高(P<0.05);心肌组织中AMPK、ACC和PPARγ等AMPK相关蛋白,UCP2、NRF1和TFAM等线粒体有关蛋白,Nrf2以及HO-1等氧化应激有关蛋白表达均显著下调,而内质网应激有关蛋白GRP78、p-PERK/PERK和CHOP的表达显著上调(P<0.05)。(2)此外,与LYC+CLP组比较,LYC+CC+CLP组小鼠肛温下降(P<0.001);败血症评分升高(P<0.05);血清中ALB水平降低,BUN水平升高(P<0.05);外周血中的WBC、GRA、LYM、MID和PLT数目明显减少(P<0.05);CO、SV、LVESV和LVEDV等心功能指标明显降低,LVPWd和LVPWs等心功能指标明显升高(P<0.05)。研究结论:1.LYC在抗败血症心肌损伤方面发挥了重要保护作用。2.LYC通过激活AMPK通路,恢复线粒体功能,调控内质网应激和减轻氧化应激,从而发挥抗败血症心肌损伤的作用。