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研究背景: 心肌缺血/再灌注损伤一直是心血管疾病领域的研究热点,但是它的发生机制目前尚不清楚。虽然在过去的几十年里,对心肌缺血/再灌注(ischemia/reperfusion, I/R)损伤的病理生理以及保护性干预进行了大量研究,但是这些研究成果向临床的转化却并不理想。究其原因可能就在于,目前的研究大部分都集中在恢复心肌细胞的血供、保护心肌细胞上了,而忽视了给它们提供血液的微血管本身的损伤及作用。心肌I/R时微血管损伤(MVD)的病理生理后果主要体现在两方面:微血管阻塞(即无复流现象);微血管屏障功能丧失(即微血管的通透性增高)。无论是无复流,还是微血管通透性增强,都可能使各种保护性治疗措施,包括再灌注本身,难以奏效。器官、组织发生I/R时,引起MVD的机制主要有氧化应激、炎症反应以及血小板激活和白细胞聚集等。 槲皮素(quercetin,Que)作为一种广泛存在于食物中的天然抗氧化剂,具有很强的抗氧化作用,还可抑制血小板的聚集、调节血小板激活因子的生成。槲皮素的这些抗氧化、抗血小板作用使得我们有理由推测,它可能具有减少I/R时微血管漏出的作用,但槲皮素抗氧化等作用的分子机制尚不明确,这也成为限制其进一步研究开发和临床应用的瓶颈。 Sirtuins(属于Ⅲ类组蛋白去乙酰化酶家族)是高度保守的蛋白家族,首次发现于酵母细胞,是 NAD+依赖的表观遗传和代谢调节因子。其中Sirt1(沉默信息转录调控因子1,silent information regulator of transcription 1)是Sirtuins家族中最知名的成员,可通过组蛋白或其他细胞因子(如转录因子 p53、NF-κB、FoxO1,FoxO3,FoxO4和转录调节子PGC-1)的去乙酰化来调节细胞的存活、复制性衰老、新陈代谢、炎症反应及氧化应激损伤。近年来有研究显示,口服槲皮素可通过上调AMPK和Sirt1的表达,抑制高脂饮食小鼠脂肪组织巨噬细胞的渗出和炎症反应。Hung CH等人发现,槲皮素可激活Sirt1,调节AMPK/NADPH氧化酶/AKT/内皮细胞一氧化氮合成酶信号通路,从而抑制oxLDL-诱导的内皮的氧化应激损伤。 根据以上发现,我们提出假设,槲皮素可能通过减轻I/R时微血管损伤而保护I/R心肌,而Sirt1的上调参与了槲皮素的该作用。 研究目的: 1.观察槲皮素是否具有减轻心肌缺血/再灌注后微血管损伤的作用。 2.探讨槲皮素是否通过上调Sirt1的表达发挥其减轻心肌缺血/再灌注微血管损伤的作用。 材料与方法 实验材料: 成年雄性SD大鼠,体重250-280g,北京维通利华实验动物技术公司提供。 试验方法: 1.建立大鼠在体心肌缺血/再灌注损伤模型。 2.心电图监测各组大鼠不同时期的心率变化,并在实验结束后通过Evans 蓝染色评估结扎位点。 3. Western blot检测各组Sirt1分子蛋白的表达。 4. HE染色法和电镜观察槲皮素对缺血/再灌注心肌的微血管形态及组织超微结构的影响。 5. Elise检测各组大鼠外周血清中内皮损伤标志物和炎症因子的表达情况。 6. Transwell培养H5V细胞,观察槲皮素对单层内皮细胞通透性的影响。 结果: 1.心电图及Evans蓝染色结果显示模型复制成功。 2. Western blot检测Sirt1分子蛋白表达结果显示,与Sham组相比,I/R组的Sirt1表达水平明显降低;而Que+I/R组的表达水平则比I/R组显著增高,而加入EX527后Sirt1蛋白的表达没有升高。 3. 槲皮素降低缺血/再灌注损伤心率失常的发生率,加入EX527后槲皮素的该作用被显著减弱。 3. HE染色法和电镜结果显示心肌缺血/再灌注后,组织形态出现明显变性坏死,广泛水肿及大量炎性细胞浸润,微血管完整性破坏等改变;槲皮素可明显减轻心肌组织的这些病理改变,加入EX527后槲皮素的该作用被减弱。 4. Elise检测结果显示心肌缺血/再灌注后内皮损伤标志物E选择素和VCAM-1的表达明显增加;促炎因子PAF、IL-1α和IL-6的表达也有明显的增加,槲皮素干预后这些物质的表达有明显的减少,加入EX527后槲皮素的该作用被减弱。 5. Transwell培养H5V细胞,缺氧/复氧(H/R)诱导内皮细胞损伤,利用大分子荧光标记物FITC-dextran检测单层内皮细胞的通透性。结果显示,H/R引起内皮细胞的通透性增加,而槲皮素干预后,内皮细胞的通透性显著降低,EX527显著抑制了槲皮素的该作用。 结论: 1.槲皮素具有减轻心肌缺血/再灌注时微血管损伤的作用。 2.Sirt1的上调参与了槲皮素减轻微血管损伤的作用机制。