湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬太和醫(yī)院兒科(十堰442000) 顧 堅(jiān) 李堰松 顧教偉 李敬風(fēng)
細(xì)胞凋亡在病毒性心肌炎(Viral myocarditis,VM)的病程中發(fā)揮著重要的作用,而在細(xì)胞凋亡過(guò)程中,p53蛋白起著至關(guān)重要的作用[1]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床研究表明:胰島素樣生長(zhǎng)因子-l(IGF-1)可增強(qiáng)心臟功能,抑制心肌細(xì)胞凋亡。本組通過(guò)研究外源性IGF-1對(duì)VMC小鼠心肌的保護(hù)作用對(duì)臨床應(yīng)用提供依據(jù)。
1 動(dòng)物與試劑 CVB3Nancy株購(gòu)自湖北省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心病毒室,病毒原液效價(jià)為10-6半數(shù)組織培養(yǎng)感染量(TCID50)/ml,Balb/c雄性小鼠60只購(gòu)自湖北省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。4~6周齡;體質(zhì)量l3~16g。小鼠IGF-1購(gòu)于深圳達(dá)科為生物技術(shù)公司,p53抗體、SP免疫組織化學(xué)試劑盒購(gòu)自北京中杉生物技術(shù)公司。
2 心肌炎模型的制備和分組 將小鼠隨機(jī)分為感染組20只,治療組20只,每只腹腔接種0.1ml/106TCID50/ml的柯薩奇B3病毒(CVB3)稀釋液;對(duì)照組20只,每只腹腔接種0.1ml不含CVB3的Eagles液。治療組從接種病毒稀釋液當(dāng)日開始每天予腹腔注射外源性IGF-1[100μɡ/(kg·d)],連續(xù)10d。
3 標(biāo)本的留取 各組小鼠于治療后第10天全部斷頸處死并留取心臟。心臟標(biāo)本用40g/L甲醛固定,石蠟包埋,組織切片,待免疫組織化學(xué)檢測(cè)。
4 檢測(cè)指標(biāo) 免疫組織化學(xué)S-P法檢測(cè)心肌組織中p53表達(dá):石蠟標(biāo)本脫蠟,p53采用微波、高壓抗原修復(fù),滴加正常動(dòng)物血清,過(guò)夜,滴加一抗為p53兔多克隆抗體(1∶200),4℃過(guò)夜,滴加生物素化二抗,滴加鏈霉親和素-生物素-過(guò)氧化物酶復(fù)合物,3,3'-二氨基聯(lián)苯胺(DAB)顯色,蘇木素復(fù)染,脫水,透明,封片。陽(yáng)性結(jié)果判斷:p53陽(yáng)性表達(dá)主要定位于細(xì)胞內(nèi),呈棕黃色顆粒樣。在HPIAS2000型圖像(武漢同濟(jì)千屏影像工程公司)分析儀上,每個(gè)切片隨機(jī)取5個(gè)高倍視野,測(cè)定一定面積內(nèi)陽(yáng)性信號(hào)面積和陽(yáng)性信號(hào)平均灰度值乘積,陽(yáng)性信號(hào)指數(shù)=陽(yáng)性信號(hào)面積×陽(yáng)性信號(hào)平均灰度/測(cè)定面積×100。
5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 本組對(duì)所有數(shù)據(jù)采用SPSS13.0軟件包進(jìn)行處理,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組間比較采用t檢驗(yàn),以P<0.05為有顯著性差異,P<0.01為有極顯著性差異。
心肌組織中p53的表達(dá)見附表。p53陽(yáng)性細(xì)胞主要為炎性細(xì)胞浸潤(rùn)的周圍心肌細(xì)胞。p53陽(yáng)性表達(dá)主要定位于細(xì)胞內(nèi),呈棕黃色顆粒樣分布。
附表 各組小鼠心肌組織p53灰度值比較(±s)
附表 各組小鼠心肌組織p53灰度值比較(±s)
注:★與對(duì)照組比較,P<0.01;#與治療組比較,P<0.01
組 別 n p53對(duì)照組 20 118.6±10.4感染組 20 167.9±15.6★#治療組 20 123.5±11.2
VMC是常見的心血管疾病,其發(fā)病機(jī)制目前仍不完全清楚。但近年的研究已證明其損害心臟的主要機(jī)制包括兩個(gè)方面:即病毒對(duì)被感染心肌的直接損害和病毒觸發(fā)人體免疫反應(yīng)而引起心肌損害。其中,炎性細(xì)胞浸潤(rùn)所誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡在心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展中占有重要作用[2]。機(jī)體中的IGF-1主要由肝細(xì)胞分泌,部分來(lái)自組織的自分泌或旁分泌。研究表明:IGF-1對(duì)心臟具有重要的生物學(xué)效應(yīng),能提高心肌梗死后、心力衰竭、擴(kuò)張型心肌病及正常心肌功能,具有促進(jìn)心肌修復(fù)和組織重構(gòu),擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈,保護(hù)缺血心肌的作用[3]。目前關(guān)于IGF-1與VMC關(guān)系的報(bào)道非常少見。心肌組織的IGF-1除來(lái)自血液循環(huán)外,其本身也具有分泌IGF-1能力。在胚胎、出生后及成年鼠心肌中均可檢測(cè)到IGF-1mRNA和IGF-1蛋白[4]。
細(xì)胞凋亡為細(xì)胞在生理或病理狀態(tài)下有序死亡過(guò)程。在VMC中,細(xì)胞凋亡是伴隨心肌局部炎性細(xì)胞浸潤(rùn)的一種重要形式。p53蛋白是目前公認(rèn)的促細(xì)胞凋亡蛋白,其本質(zhì)是一種核磷酸蛋白,在細(xì)胞DNA損傷時(shí),p53轉(zhuǎn)譯水平會(huì)升高,使細(xì)胞停滯于G1期進(jìn)行DNA的修復(fù),如果不能完成DNA的修復(fù),可促使其走向凋亡[5]。病毒性心肌炎可導(dǎo)致心肌缺血再灌注,產(chǎn)生大量的氧自由基,對(duì)DNA造成損傷,p53蛋白表達(dá)增多,可下調(diào)Bcl-2基因,上調(diào)Bax基因,從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡[6]。
隨著對(duì)IGF-1研究的逐步深入,人們發(fā)現(xiàn)IGF-1在調(diào)節(jié)凋亡方面起著重要作用[7-8]。牽張?jiān)囼?yàn)發(fā)現(xiàn):將大鼠離體心肌預(yù)先用IGF-1處理后,與對(duì)照組相比,心肌牽張6、20h后細(xì)胞凋亡分別下降43%,61%[9]。Liu等[10]研究結(jié)果顯示:在動(dòng)物心肌梗死模型中予IGF-1,與對(duì)照組相比,4周后心肌細(xì)胞凋亡明顯減少。IGF-1作為一種細(xì)胞凋亡的抑制調(diào)控因子,主要是通過(guò)與特異性的靶細(xì)胞表面受體結(jié)合而發(fā)揮功能。其抗凋亡的主要效應(yīng)器路徑為:IGF-1與受體結(jié)合后,PI3激酶被激活并磷酸化,導(dǎo)致前凋亡因子BAD的內(nèi)聚,從而阻止了BAD與抗凋亡蛋白Bcl-2在線粒體膜上形成二聚體。Bcl-2的單體形式能與Bax的誘凋亡作用相拮抗,形成二聚體后即失去了抗凋亡的活性[11]。IGF-1抗凋亡路徑的最終效應(yīng)是抑制了凋亡蛋白Caspase[12]。本研究顯示:感染組p53的表達(dá)增高,而在IGF-1治療組,p53的表達(dá)明顯下降,提示IGF-1通過(guò)抑制p53的表達(dá)來(lái)抑制凋亡。
隨著IGF-1作用機(jī)制闡明,應(yīng)用IGF-1治療VMC可能將是一種有效的方法。目前IGF-1已探索性地用于治療心肌細(xì)胞凋亡[13]。但其長(zhǎng)期療效和不良反應(yīng)需進(jìn)行更多的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究來(lái)闡明。
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