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目的:肠道菌群移位(intestinal microbial translocation)常出现于严重烧伤、晚期肝硬化(cirrhosis)以及重症胰腺炎(severe acute pancreatitis, SAP)等危重疾病中,被认为是全身炎症反应综合征发生发展的中心环节。肠道细菌崩解产物内毒素的主要成分—脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)入血能够激活机体的免疫细胞如单核细胞、中性粒细胞等,进而引发全身性炎症反应。急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)是心血管内科中最危重的紧急事件,为冠状动脉急性狭窄或闭塞导致供血突然减少或中断,心肌细胞发生严重的缺血性坏死,作为心内科最常见的疾病,发病急骤、病死率极高。慢性心力衰竭是急性心肌梗死存活之后的主要结局。大量研究显示单核细胞亚群(国际上根据细胞表面标志物的差异将单核细胞划分为经典型、中间型、非经典型三个亚群)在急性心肌梗死后病理生理进程中发挥着极为关键的作用,其中Ly6Chi单核细胞主导早期梗死区域坏死物质的吞噬和酶解,促进炎症反应,Ly6Clo单核细胞主导后期血管再生和胶原修复,促进炎症的消退。近期研究显示Ly6Chi单核细胞比例升高与心肌梗死后炎症反应过度、组织修复延迟以及梗死后心室重塑密切相关,提示抑制Ly6Chi中介的炎症反应是梗死后心室重塑的一个潜在治疗靶点。本研究旨在检测小鼠急性心肌梗死后肠道通透性的改变以及外周血LPS的变化,并通过观察LPS清除剂多粘菌素B(polymycin B, PMB)对心肌梗死后单核细胞亚群表型调节以及梗死后炎症反应和胶原修复的影响,初步讨论肠道菌群移位在小鼠急性心肌梗死后单核细胞亚群表型调节中的作用及意义,为急性心肌梗死后心室重塑的防治探索新的思路。 方法:1)6周龄、雄性、C57BL/6J小鼠经喂养适应环境7天后,随机分组为正常不加干预组(Normal组)、心肌梗死组(MI组)、假手术组(Sham组)。Normal组为正常小鼠,不加干预,MI组为开胸后结扎左冠状动脉前降支制备急性心肌梗死模型,Sham组为开胸后只穿线不结扎血管。3d后各组小鼠经肠道给予FITC-dextran-4KD(FD4),剂量为0.4mg/g,3h后行下颌静脉丛取血,利用荧光分光光度计检测外周血中FD4的荧光强度并进行定量,评估肠道通透性的变化。2)6周龄、雄性、C57BL/6J小鼠经喂养适应环境7d后,随机分为心肌梗死组(MI组)、假手术组(Sham组)、心肌梗死+生理盐水组(MI+NS组)以及心肌梗死+多粘菌素组(MI+PMB组),MI+PMB组小鼠使用1mL注射器经腹腔注射给予PMB溶液(2.5μg/g),MI+ NS组给予等体积生理盐水。每组共25只小鼠,分为1d,3d,5d,7d,14d5个时间点,每个时间点5只小鼠。MI+PMB组与MI+ NS组小鼠于手术即刻以及1d、2d、3d分别使用1mL注射器经腹腔注射给予PMB与等体积生理盐水,于造模后1d,3d,5d,7d,14d取材,运用流式细胞术检测各时间点外周血单核细胞亚群(Ly6ChiCD11b+Ly6G-以及Ly6CloCD11b+Ly6G-)的比例,鲎试剂终点显色法检测外周血中 LPS的浓度,3d心脏组织石蜡包埋后行苏木素-伊红(hematoxylin and eosin, HE)染色结合炎症评分评估心肌梗死后炎症反应,7d心脏组织行2,3,5—氯化三苯基四氮唑(2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride, TTC)染色评估心肌梗死面积,14d心脏组织行Masson染色评估心肌梗死后胶原修复。 结果:1)三组小鼠造模3d后肠道给予FD4,3h后取外周血进行检测。结果显示:Sham组与Normal组相比,外周血中FD4的浓度升高(2743±279ng/mL vs.1850±80ng/mL, P<0.05)。与Sham组相比,MI组外周血中FD4的浓度明显增加(4228±203ng/mL vs.2743±279ng/mL, P<0.01)。 2) MI组外周血LPS浓度呈现为先上升后下降的趋势:在术后第3d较基线显著升高(0.94±0.02EU/mLvs.0.47±0.03EU/mL, P<0.001),在第5d与基线水平基本一致(0.58±0.05EU/mL vs.0.47±0.03EU/mL, P>0.05);Sham组LPS浓度在各时间点与基线(0d)相比无显著性差异。与Sham组相比,MI组LPS浓度在第3d时显著升高(0.94±0.02EU/mLvs.0.45±0.06EU/mL, P<0.001),其余时间点无显著性差异。PMB可降低急性心肌梗死早期外周血LPS水平增高:与MI组相比,MI+NS组 LPS浓度在各时间点无显著性差异;与 MI+NS组相比, MI+PMB组LPS浓度在术后第3d明显降低(0.56±0.04EU/mLvs.0.94±0.03EU/mL, P<0.001),其余时间点两组无显著性差异。 MI组Ly6Chi单核细胞比例与LPS浓度呈现一致性动态变化,亦为先上升后下降,在术后第3d较基线显著升高(76.02%±0.93%vs.55.36%±3.45%, P<0.001),在第5d较基线升高(67.52%±1.18%vs.55.36%±3.45%, P<0.05),在第7d与基线水平基本一致(63.64%±1.27% vs.55.36%±3.45%, P>0.05);Sham组Ly6Chi单核细胞比例在各时间点与基线相比无明显差异。与Sham组相比, MI组第3d时 Ly6Chi单核细胞显著性升高(76.02%±0.93% vs.57.86%±2.41%, P<0.001),第5d时 Ly6Chi单核细胞升高(67.52%±1.18% vs.57.40%±1.14%, P<0.05),其余时间点无显著性差异。PMB可降低心肌损伤早期外周血 Ly6Chi单核细胞比例:MI+PMB组第3 d的Ly6Chi单核细胞比例低于同一时间点MI+NS组(58.82%±2.18%vs.72.08%±2.17%, P<0.01),其余时间点差异无统计学意义。对血清LPS浓度和Ly6Chi单核细胞比例进行相关性分析显示:外周血LPS浓度和Ly6Chi单核细胞比例成正相关(r2=0.62, P<0.001)。 TTC染色评估MI后7d心肌梗死面积,HE染色结合炎症评分评价MI后3d炎症反应,Masson染色结合胶原容积分数评价MI后14d胶原形成。结果显示:与 MI+NS相比,MI+PMB组小鼠心肌梗死面积比例(infarct area)降低(21.1%±1.40%vs.31.21%±2.81%, P<0.05),炎症评分(inflammatory score)下降(1.64±0.11vs.2.36±0.17, P<0.01),胶原容积分数(collagen volume fraction, CVF)下降(17.76%±0.86%vs.29.68%±2.77%, P<0.01)。 结论:本研究证实小鼠急性心肌梗死后肠道通透性增加,外周血中 LPS浓度升高,LPS清除剂PMB可降低心肌梗死后外周血LPS浓度,并降低Ly6Chi单核细胞的比例,同时伴随着心肌梗死面积和梗死区域胶原沉积量的减少。上述结果提示,心肌梗死后继发的一过性内毒素血症可能是心肌梗死后心室重塑的一个新的潜在治疗靶点。