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目的:缺血性心脏病(ischemic heart disease,IHD)的致死率居全球之首。心肌组织缺血/再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)损伤诱导了缺血区心肌梗死。深入研究I/R损伤的病理生理过程,有效保护心肌组织,降低IHD病人死亡率尤为重要。微囊泡(microvesicles,MVs)作为细胞激活或凋亡过程中产生的生物活性物质,在IHD的发生发展中扮演重要角色。本研究提取心肌缺血大鼠循环血中的MVs,探讨其对大鼠在体心肌缺血/再灌注损伤的作用及机制,为深入认识MVs在I/R损伤中的作用提供必要的实验依据。方法:1.大鼠在体心肌I/R模型的建立及MVs的分离与提取健康雄性Wistar大鼠随机分为2组:(1)假手术(sham)组:心脏冠状动脉左前降支(LAD)下穿线后旷置165 min;(2)I/R组:心脏穿线、稳定15 min后,行心脏LAD30 min缺血/120 min再灌注过程,建立I/R模型。实验过程中连续监测标准Ⅱ导联心电图(ECG)、记录缺血期各类室性心律失常(VA)的发生情况,TTC染色法测定心肌梗死面积,用于评价I/R动物模型。健康雄性Wistar大鼠随机分为2组:(1)假手术(sham)组:心脏LAD穿线旷置45 min后腹主动脉取血;(2)心肌缺血组:心脏LAD穿线、稳定15 min,行LAD缺血30 min后立即自腹主动脉取血。血液应用3.5%枸橼酸钠抗凝,经两步离心得到无血小板血浆后,少部分应用流式细胞术进行MVs计数,剩余部分经超速离心得到MVs,用于后期处理动物。2.心肌缺血大鼠MVs对I/R所致心肌组织损伤的作用健康雄性Wistar大鼠随机分为3组:(1)sham组:心脏LAD穿线后旷置165min,期间于旷置40 min股静脉注射NS;(2)I/R组;(3)MVs处理组。除sham组,其余两组均于心脏LAD穿线后实施I/R过程。MVs组于缺血25 min自股静脉推注MVs,MVs自大鼠LAD缺血30 min循环血中提取,处理动物剂量为还原体内剂量,即依对MVs重悬液蛋白定量的结果,根据动物体重计算而得。其余两组均以等体积NS自股静脉推注。连续监测标准Ⅱ导联ECG、记录缺血期各类VA的发生情况,分光光度法测定血清乳酸脱氢酶(LDH)活力、ELISA法检测血清肌酸激酶同工酶MB活力(CK-MB),TTC染色测定心肌梗死面积、HE染色观察心肌形态学改变。3.心肌缺血大鼠MVs对I/R所致心肌细胞凋亡的影响健康雄性Wistar大鼠随机分为3组:(1)sham组;(2)I/R组;(3)MVs处理组。各组处理同上一部分。原位末端标记法(TUNEL)检测心肌细胞凋亡,微量酶标法测定心肌组织caspase 3、9、12活力、Western blot法检测心肌组织Bcl-2、Bax及GRP78、SERCA2、PLB、p-PLB蛋白表达水平。结果:1.大鼠在体心肌I/R模型的建立及MVs的分离与提取I/R组,缺血期ST-段进行性抬高,至缺血30 min达到最高值;室早(VPC)出现时间为5.15±0.96 min,出现个数为237±48;室速(VT)出现时间为7.92±0.81min,持续时间为0.56±0.20 min;VPC与VT的发生率均为100%,VF的发生率为81.5%。梗死区面积(IS)为78.65±6.74 mg,梗死区/危险区(IS/AAR)为39.01±6.07%。循环血经两步离心后流式检测,1μm以下粒子信号占全部信号的99%以上。与sham组比较,缺血30 min循环血中MVs数量明显增加((15.27±0.99)×105个/μL vs.(12.69±0.52)×105个/μL,P<0.001)。2.心肌缺血大鼠MVs对I/R所致心肌组织损伤的作用I/R及MVs组缺血期ST-段均进行性抬高,至缺血30 min末达到最高值,再灌注后逐渐回落,ST-段变化及缺血期VA发生情况两组间无差别。血清心肌酶LDH及CK-MB测定结果显示,与sham比较,I/R及MVs组缺血30 min及再灌注120 min末均明显升高(P<0.001),再灌注末变化更为显著(P<0.001);与I/R组比较,MVs组再灌注120 min明显下降(P<0.001)。经TTC染色发现,与I/R组比较,MVs组IS明显减小(47.61±8.36 mg vs.81.78±5.45 mg,P<0.001),IS/AAR显著下降(22.49±3.66%vs.38.01±4.74%,P<0.001),形态学观察显示心肌组织损伤明显减轻。3.MVs对大鼠在体心肌I/R损伤所致心肌细胞凋亡的影响通过对心肌细胞凋亡进行检测发现,与I/R组比较,MVs组心肌细胞凋亡指数(AI)明显降低(22.14±1.89%vs.37.01±1.12%,P<0.001)。与sham组比较,I/R及MVs组心肌组织caspase 3、9及12活力均显著升高(P<0.001);与I/R组比较,MVs组上述三种酶活力明显下降(20.59±2.38 U/μg vs.36.10±3.24 U/μg,25.00±2.64 U/μg vs.35.10±3.15 U/μg,5.54±0.80 RFU/mg vs.9.84±1.02 RFU/mg,P<0.001)。Western blot结果显示,与sham组比较,I/R及MVs组Bax显著升高、Bcl-2、SERCA2及p-PLB均明显下降,此两组比较,以I/R组变化更为显著(P<0.001)。与I/R组比较,Bcl-2/Bax及p-PLB/PLB比值显著升高(P<0.001)。与sham组比较,I/R组GRP78明显下降(0.34±0.04 vs.0.44±0.02,P<0.01),MVs组明显升高(0.68±0.07 vs.0.44±0.02,P<0.001)。结论:1.大鼠在体心肌I/R动物模型制备成功。心肌缺血30 min大鼠循环血中MVs数量较对照组显著增加。2.相当于体内剂量LAD缺血30 min循环血中的MVs对大鼠在体心肌I/R损伤有保护作用,能够减少心肌梗死面积,减轻心肌酶LDH和CK-MB的漏出。3.相当于体内剂量LAD缺血30 min循环血中的MVs能够减轻I/R损伤所致的内源性途径心肌细胞凋亡,是通过上调I/R心肌组织Bcl-2、GRP78、SERCA2及p-PLB蛋白表达,下调Bax蛋白表达实现的。