研究背景阿霉素(adriamycin, ADM)属于蒽环类抗生素,是一种高效的广谱抗肿瘤药物,目前临床上广泛用于白血病和各种实体肿瘤的治疗。然而,阿霉素还可引起累积性、剂量依赖性且不可逆转的心肌损伤,最终可导致扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy, DCM)或充血性心力衰竭(congestive heart failure, CHF)等。阿霉素的严重心脏毒副反应,导致其临床的应用受到限制。关于阿霉素心脏毒性和诱发心肌损伤的机制目前普遍认为是多因素共同作用的结果,这些因素之间相互影响,互为因果,共同促进心脏毒性的发生发展。这些因素主要包括以下几个方面：自由基损伤、线粒体损伤、能量代谢异常、钙超载、细胞凋亡、细胞萎缩等。但其确切的机制目前仍不清楚,因此,深入探讨阿霉素诱发心肌损伤的机制,并寻找有效的预防和治疗措施,仍是当前阿霉素应用过程中亟待解决的重要课题。他汀类药物通过抑制羟甲基戊二酸单酰辅酶A(HMG-CoA)还原酶,减少甲羟戊酸生成,具有降血脂和抗动脉粥样硬化的作用,临床作为冠心病的二级预防用药。研究证实他汀类药物还具有调节脂代谢以外的多种作用,可提高DCM病人左室功能、运动耐力、延缓心衰症状的进展、可降低脑钠肽前体(NT-proBNP)水平、抗心律失常、恢复自主神经系统平衡,对心肌病、心衰等病人的治疗显示了值得期待的效果。瑞舒伐他汀与现有其他他汀类药物比较具有优势,其药效更强、活性部位表现出较高的人体酶亲和力、酶抑制作用可逆；与底物HMG-CoA竞争,而不与共同底物烟酰胺-腺嘌呤二核甘酸磷酸盐(NADPH)竞争,因而药物间相互作用少；肝选择性更好,肝代谢少；消除半衰期长；年龄和性别对药代动力学无影响等。心脏缝隙连接(gap junction, GJ)是心肌细胞间进行化学耦联和电耦联的重要途径,还参与了细胞生长、增殖和分化的不同进程、参与机体局部的保护机制、维持内环境的稳定、协调心脏收缩和舒张的同步、间接参与兴奋收缩耦联等。除了生理功能外,缝隙连接在人类心血管疾病如动脉粥样硬化、心肌梗死和高血压、心肌病的发病中有重要作用。GJ由缝隙连接蛋白(connexin, Cx)组成,Cx37和Cx43是两种主要的心肌连接蛋白,它们在心脏的表达、分布和功能却有所不同,近年已有多项研究发现Cx43含量下调、重新分布、侧边化等均可能使心脏整体功能活动不同程度地受抑制,从而引发各种心脏疾病,在心肌病、心衰、心律失常及心肌炎等多种心脏疾病中发现缝隙连接蛋白Cx37、Cx40和Cx43等表达的异常、重新分布及磷酸化改变等情况。近年来,多项动物实验及临床研究均证实他汀类药物可以改善各种缺血性或非缺血性心肌病或心衰的心功能、保护损伤心肌、提高生存率。尽管如此,瑞舒伐他汀作为一种更具优势的他汀类药物,它对阿霉素所致心肌损伤是否具有保护作用,而这种作用是否与其调节缝隙连接蛋白Cx43的表达水平及分布进而改善心肌重构有关,目前国内外研究尚未见报道。目的：本研究通过建立阿霉素扩张型心肌病及慢性充血性心力衰竭大鼠模型,同时采用瑞舒伐他汀进行干预,比较各组大鼠心肌损伤的各项病理指标以及心肌细胞Cx43表达水平和分布情况,以期揭示Cx43蛋白及缝隙连接在阿霉素损伤性心肌病发生发展中的作用及瑞舒伐他汀改善心肌损伤的潜在机制,为临床上采用他汀类药物防治阿霉素的心脏毒性及各种扩张型心肌病和心衰疾病提供更多的实验依据。方法：健康成年雄性SD大鼠随机分为三组,每组8只：1)正常对照组(Control):同样的方式尾静脉注射等量生理盐水,并且用双蒸水灌胃代替药物治疗；2)阿霉素组(ADM)：隔日尾静脉注射阿霉素,建立ADM-DCM大鼠模型,同时用双蒸水灌胃代替药物治疗；3)瑞舒伐他汀+阿霉素组(ADM+RSV),隔日尾静脉注射阿霉素,注射阿霉素的同时口服灌胃瑞舒伐他汀持续3周。实验期间,每天监测大鼠的体重变化。三周后,对各组大鼠进行经胸心脏超声心动图检查,观察大鼠心脏结构及心功能变化,测量LVEDd、LVEDs、IVS、LVPW,并测定LVEF%、LVFS%等心功能指标。检测血液ALT、AST、LDH、 CK、BNP、TC、TG、LDL-C、VLDL-C、HDL-C、TC/HDL-C和LDL-C/HDL-C等相关指标。计算全心肥厚指数、左室肥厚指数、肝系数。采用HE染色观察心脏及肝脏组织病理形态学变化,免疫组化染色法比较各组大鼠心肌Cx43表达及分布,TUNEL法评估大鼠心肌细胞凋亡比例,以及透射电镜观察心肌细胞超微结构的改变。结果1.一般情况用药后每天观察大鼠的一般情况,ADM组大鼠表现出精神、进食饮水及活性明显下降,实验末期甚至出现了眼球充血、腹泻等症状,且死亡率明显高于Control组和ADM+RSV组；ADM+RSV组虽然也出现了与ADM组类似的不良症状,但出现的时间较晚,且症状较轻。各组死亡率比较,ADM组与Control组比较,差异显著,ADM+RSV组与Control组比较差异无统计学意义,但与ADM组比较差异有统计学意义。2.大鼠体重、心脏重量及心指数的变化Control组的大鼠体重呈稳定性增长,ADM组大鼠体重明显下降,而ADM+RSV组大鼠体重下降趋势显著低于ADM组,较Control组比较无统计学差异。ADM组大鼠的心脏重量特别是左心室的重量高于Control组,全心肥厚指数增高,肝系数相对正常对照组下降；而ADM+RSV组大鼠与ADM组比较心脏重量减轻。但以上差异均无统计学意义。3.瑞舒伐他汀对阿霉素心肌损伤心功能相关指标的影响ADM组大鼠ALT、AST、LDH、CK、BNP等指标与正常对照组比较均明显上升,而ADM+RSV组上述指标较ADM组显著下降。4.瑞舒伐他汀对阿霉素心肌损伤血脂相关指标的影响ADM组TG、TC、LDL-C、VLDL-C和动脉粥样硬化指标(TC/HDL-C和LDL-C/HDL-C)与Control组比较均增加,而ADM+RSV组的TG、TC、LDL-C、 VLDL-C、TC/HDL-C和LDL-C/HDL-C水平较ADM组下降,与Control组比较略低,但无统计学意义。ADM组HDL-C水平与Control组相比明显下降,ADM+RSV组HDL-C水平的下降幅度减少,但各组间差异无显著性。5.心脏结构及心功能改变超声心动图检查结果显示,ADM组大鼠LVEDd和LVEDs较Control组明显增加,而LVEF%及LVFS%显著降低。ADM+RSV组与ADM组比较其LVEF%及LVFS%水平明显升高,而LVEDd和LVEDs则显著降低。6.心肌组织病理学改变Control组大鼠心脏组织结构正常。ADM组大鼠心脏明显增大,心脏表面可见灰白病变区域,两心室腔扩大明显,可见心肌松弛、出血、肥大,肌纤维排列紊乱、肌纤维断裂。心肌细胞核固缩,胞浆内可见空泡形成；ADM+RSV组大鼠心脏体积较ADM组小,且病变区域少,心腔扩张不明显,心脏组织结构基本正常,心肌肌纤维结构清晰,细胞核完整。其次,ADM组大鼠肝脏损伤严重,肝血窦可见大面积弥漫性出血,肝小叶结构模糊,肝细胞出现浊肿变性,可见淋巴细胞聚集。而ADM+RSV组肝细胞损伤严重,可见弥漫性出血,肝细胞肿胀变性,空泡样变,肿胀处肝细胞胞核染色加深,胞浆空亮。7.瑞舒伐他汀对大鼠心肌组织Cx43表达及分布的影响Control组Cx43免疫组化阳性颗粒规则排列,心肌细胞排列整齐、结构完整。ADM组Cx43阳性颗粒表达明显增强且排列紊乱,多位于心室肌细胞的侧边或胞内,心肌组织边界模糊,损伤严重。与ADM组比较,ADM+RSV组的细胞Cx43表达降低,且Cx43阳性颗粒规则分布于闰盘处,与Control组结构近似。半定量分析结果显示ADM组Cx43阳性染色面积占总面积的百分比与Control组比较明显增加,而RSV明显降低了此百分比,且ADM+RSV组与Control组比较差异无显著性。8.瑞舒伐他汀对阿霉素损伤大鼠心肌细胞凋亡的影响Control组大鼠没有或很少见凋亡的心肌细胞,而在ADM组中可见很多凋亡的心肌细胞并且分布范围较广,ADM+RSV组心肌细胞凋亡情况与ADM组相比明显减少。9.透射电镜观察心肌细胞连接处超微结构的变化：Control组大鼠心肌细胞肌原纤维排列整齐,闰盘结构完整连续,形成端-端连接。ADM组大鼠心肌细胞闰盘结构模糊紊乱,局部可见中断,缝隙连接分布紊乱,位于远离闰盘处,形成心肌细胞间的侧-侧连接。而ADM+RSV组闰盘结构基本正常,缝隙连接分布规则,基本位于闰盘皱褶处。结论：1.通过大鼠一般情况、全心肥厚指数、左心室肥厚指数、超声心动图、心肌酶学、血清BNP水平、病理细胞形态学等指标证实,阿霉素能诱发大鼠扩张型心肌病。2. 阿霉素可引起大鼠心肌细胞Cx43表达异常增加且排列紊乱,提示大鼠阿霉素损伤心肌发生了Cx43缝隙连接重构。3.阿霉素诱导的扩张型心肌病模型中出现心肌细胞凋亡,并且分布范围较广。提示阿霉素引起大鼠心肌细胞凋亡明显增加。4.小剂量的瑞舒伐他汀可抑制阿霉素导致的大鼠左心室心肌Cx43异常过表达、异常分布,改善Cx43缝隙连接重构。5. 小剂量的瑞舒伐他汀可抑制阿霉素导致的心肌细胞凋亡。6.瑞舒伐他汀对阿霉素心肌损伤的保护作用不依赖于其对血脂水平的影响。