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研究背景:心搏骤停是严重的全身性缺血缺氧性疾病,加上复苏过程中所经历的缺血再灌注损伤,使得复苏成功率低下,长期以来都是急诊医学的研究热点,有诸多问题亟待解决。复苏后伴随复苏后心、脑、肾等重要器官损伤的病理生理变化,其中心搏骤停复苏后的心肌功能障碍是院内外心搏骤停患者自主循环恢复后早期死亡的重要原因之一。microRNA(miRNA)是新近发现的一类非蛋白编码的单链RNA分子,部分miRNA在心肌中特异性表达,并在心肌缺血和再灌注损伤可能发挥重要作用,抑制/过表达此类miRNA可减轻/加重心肌缺血再灌注损伤。研究同时发现,miRNA与心肌细胞凋亡关系密切,miRNA-1和miRNA-133是心肌细胞凋亡研究的热点。但心肺复苏后miRNA的变化和作用目前尚少有研究。因此,本研究观察窒息型心肺复苏大鼠心肌miRNA的变化,探讨miRNA在心肺复苏后心肌损伤病理过程中所起的作用。 本课题共分成两部分: 第一章讲述心肺复苏后大鼠心肌损伤相关的microRNA表达变化; 第二章讲述凋亡相关性microRNA及其靶基因蛋白在心肺复苏后大鼠心肌损伤病理过程中的作用。 第一章 心肺复苏后大鼠心肌损伤相关microRNA表达变化 目的:探讨窒息型大鼠心搏骤停-心肺复苏(CA-CPR)后心肌微小RNA(miRNA)表达的动态变化,寻找心肺复苏后心肌损伤可能的机制及相关的miRNA。 方法:成年雄性SD大鼠64只,体重250~330 g,采用随机数表法将其分为2组(n=32),对照组(A组)和CA-CPR组(B组)。采用窒息法建立CA-CPR模型。于自主循环恢复(ROSC)(B组)和气管切开插管(A组)后3h、6h、12h和24 h时,随机取8只大鼠采血备用并取心肌组织待测,用Real-Time PCR法检测心肌组织miRNA。以相对于A组心肌miRNA2倍强度的变化作为B组miRNA表达升高或降低的标准。以相对于A组5倍强度的变化作为B组miRNA表达明显变化的标准。 结果:与A组同时点比较,复苏组大鼠在ROSC后3h心肌有9个miRNA表达上调,20个miRNA表达下调;ROSC后6h心肌组织有4个miRNA表达上调,40个miRNA表达下调;ROSC后12 h心肌组织有10个miRNA表达上调,32个miRNA表达下调;ROSC后24 h心肌组织有26个miRNA表达上调,11个miRNA表达下调,且不同的miRNA在不同时点存在动态变化,ROSC后持续性变化的miRNA有8个,分别为miRNA-1、miRNA-21、miRNA126、miRNA-133a、miRNA-206、miRNA-210、miRNA-320及miRNA-499。 miRNA-1各时点表达均上调,ROSC后6h时最高;miRNA-21各时点表达均下调,ROSC后6h时最低;miRNA-126、miRNA-133a、miRNA-206、miRNA-210和miRNA-499ROSC后3h、6h时表达下调,ROSC后12h、24 h时表达上调,ROSC后6h时最低;miRNA-320 ROSC后3 h~12 h时表达上调,ROSC后24 h时表达下调,ROSC后6h时最高(P<0.05或0.01)。 结论:大鼠CPR后早期即存在多个心肌损伤相关miRNA的表达变化,其中有8个miRNA存在明显动态变化,可能成为心肺复苏后心肌保护的新靶点。 第二章 凋亡相关性microRNA及其靶基因蛋白在心肺复苏后大鼠心肌损伤病理过程中的作用 目的:选择心肺复苏后表达明显变化且与凋亡相关的miRNA-1及miRNA-133a,测定其靶基因蛋白Bcl-2、Bax的变化,同时观察心肌细胞凋亡指数、凋亡率以及心肌组织病理学改变,探讨miRNA在CPR后大鼠心肌损伤的作用及其可能的机制。 方法:利用生物信息学方法,对第一部分研究中明显变化的8个miRNA的靶基因进行了预测,结合相应的文献资料,确定和凋亡明显相关且在心肺复苏后变化明显的miRNA为miRNA-1及miRNA-133a,对应为Bcl-2、Bax基因。该两个miRNA在ROSC24 h变化仍明显。故取A组和B组24 h时点的待测血液和心肌组织,免疫抑制法测定血清CK-MB浓度,化学发光法测定血清cTnⅠ浓度,以脱氧核糖核昔酸末端转移酶介导的缺口末端标记(TUNEL)法检测自主循环恢复后(ROSC)后24 h的心肌细胞凋亡指数(AI),以荧光素标记的膜联蛋白Ⅴ联合PI染色(Annexin-Ⅴ/PI)双参数技术用流式细胞仪定量检测心肌细胞凋亡率,以免疫组化法检测凋亡蛋白Bcl-2,Bax表达,光镜及电镜下观察24 h时点心肌细胞病理改变。统计分析miRNA-1、miRNA-133a和Bcl-2、Bax蛋白的相关性。 结果:与A组比较,B组ROSC后24 h凋亡指数、凋亡率、血清CK-MB和cTnⅠ含量、Bcl-及Bax蛋白和miRNA-1、miRNA-133a表达均显著增高(P<0.01)。光镜和透射电镜下B组大鼠心肌均发现显著的病理变化。miRNA-1、miRNA-133a分别和Bcl-2、Bax的变化具有显著相关性。 结论:大鼠心搏骤停/心肺复苏后存在显著的心肌损伤和心肌细胞凋亡,凋亡相关性miRNA表达的变化可能是其机制之一。