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研究背景和目的:心交感神经节后神经元位于颈上神经节(SCG)或星状神经节(SG)。临床研究发现切除SCG和SG等交感神经节可缓解5060%冠心病患者的心绞痛症状,表明颈部交感神经参与心肌缺血伤害性传递。心肌缺血产生的炎性介质包括三磷酸腺苷(ATP)和缓激肽等可兴奋心脏感觉传入神经并将信息传递到大脑中枢,随后兴奋交感传出神经引起心率加快和血压升高等交感兴奋性反射的现象。本实验室的前期实验证明颈部交感神经节P2X2,P2X3和P2X2/3受体参与心肌缺血信号传递。目前尚无颈部交感神经节P2X7受体参与心肌缺血损伤性交感兴奋反射传递的文献报道,P2X7受体在心肌缺血引发的交感反射中是否产生作用及可能机理尚不清楚。本实验拟通过观察心肌缺血大鼠颈上交感神经节细胞介导的电生理变化、颈部交感神经节、心肌P2X7受体mRNA变化和PC12细胞P2X7受体介导的细胞钙变化,了解P2X7受体在心肌缺血引发的交感兴奋反射中的作用及可能机理,为心肌缺血损伤的防治寻找新的药物作用靶点。方法:随机将实验大鼠分为生理盐水对照组、心肌缺血模型组、假手术组和结扎冠状动脉P2X7受体拮抗剂(oxATP)干预组。⑴结扎大鼠左冠状动脉前降支建立心肌缺血动物模型,通过Real-time PCR方法观察以上各组大鼠颈上、星状交感神经节及心肌P2X7受体mRNA表达的变化。⑵全细胞膜片钳实验观察心肌缺血对P2X7受体激动剂在颈部交感神经细胞激活电流的影响,并了解P2X7受体拮抗剂对此电流的作用。⑶体外建立PC12细胞“缺糖缺氧”模型,拟体内缺血模型。用小干扰RNA技术特异性敲低“缺糖缺氧”培养条件下的PC12神经细胞的P2X7受体,合成的可抑制相关基因的一群小干扰RNA片段转染到培养的神经细胞中,用Real-time PCR技术验证敲低效果。⑷通过采用Ca2+特异性荧光探针fura-2/AM并用荧光分光光度法测定“缺糖缺氧”条件下PC12神经细胞分别在P2X7受体激动剂BzATP、P2X7受体拮抗剂oxATP、siRNA-P2X7和ERK抑制剂U0126处理后,观察P2X7受体激动剂ATP和BzATP引起PC12细胞内钙离子浓度([Ca2+]i)峰值的变化。结果:⑴Real-time PCR结果显示心肌缺血模型组大鼠颈上、星状交感神经节和心肌P2X7受体mRNA的表达高于生理盐水对照组、假手术组、结扎冠状动脉P2X7受体拮抗剂干预组(n=10)(p<0.05)。结扎冠状动脉P2X7受体拮抗剂干预组、假手术组与生理盐水对照组之间无显著性差异(n=10)(p>0.05)。⑵全细胞膜片钳实验结果显示,心肌缺血大鼠颈部交感神经节细胞P2X7受体激动剂激活电流明显高于对照组;P2X7受体拮抗剂呈剂量依赖性地抑制颈部交感神经节细胞P2X7受体激动剂激活电流,且同一浓度P2X7受体拮抗剂对心肌缺血大鼠颈部交感神经节细胞P2X7受体激动剂激活电流的抑制作用明显高于对照组;ATP-激活电流的电流-电压关系曲线(I-V曲线)显示,心肌缺血组与对照组的电流翻转电位值均在0mV左右。⑶小干扰RNA敲低实验结果显示缺糖缺氧组与缺糖缺氧+siRNA-NC组PC12细胞P2X7受体mRNA表达水平无明显差异(p>0.05),说明Lipofectamine2000试剂不会对P2X7受体表达水平造成影响;缺糖缺氧+siRNA-P2X7组与缺糖缺氧组PC12细胞相比,P2X7受体mRNA表达水平明显降低(p<0.05),缺糖缺氧+siRNA-P2X7组干扰效率为56.4%;⑷荧光分光光度测定[Ca2+]i结果显示:100μMATP可引起PC12细胞[Ca2+]i增高,出现一个峰值;缺糖缺氧+BzATP组PC12细胞起始[Ca2+]i较高;缺糖缺氧+oxATP组、缺糖缺氧+siRNA-P2X7组和缺糖缺氧+U0126组可以部分抑制100μM ATP引起的[Ca2+]i增高程度,与缺糖缺氧组相比,[Ca2+]i峰值分别降低28.8%、37.4%和49.9%(p<0.05, n=5)。100μM BzATP可引起PC12细胞[Ca2+]i增高,出现一个峰值;缺糖缺氧+BzATP组PC12细胞起始[Ca2+]i较高;缺糖缺氧+oxATP组、缺糖缺氧+siRNA-P2X7组和缺糖缺氧+U0126组可以明显抑制100μM BzATP引起的[Ca2+]i增高程度,与缺糖缺氧组相比,[Ca2+]i峰值分别降低68.9%、70.7%和55.1%(p<0.05, n=5)。结论:实验结果表明,心肌缺血后颈上、星状神经节和心肌的P2X7受体mRNA表达上调,PKC、ERK1/2信号转导途参与P2X7受体兴奋诱发的病理生理变化。心肌缺血使P2X7受体激动剂在颈部交感神经细胞激活电流增大,P2X7受体拮抗剂明显抑制增大的P2X7受体激动剂激活电流。缺糖缺氧状态下,P2X7受体兴奋导致ERK1/2磷酸化可引发[Ca2+]i增加,P2X7受体抑制剂oxATP、siRNA-P2X7或者ERK抑制剂U0126干扰后阻断了P2X7受体通道激活,抑制[Ca2+]i增加。因此,颈上、星状神经节神经元细胞和心肌P2X7受体参与心肌缺血损伤信息引发的交感兴奋反射传递,P2X7受体抑制剂可抑制交感兴奋反射传递,对心肌缺血损伤产生保护作用。