楊菲,張敏,劉蓉
研究顯示炎癥反應(yīng)、蛋白質(zhì)的浸潤與心房顫動(房顫,AF)有關(guān),炎癥涉及與房顫相關(guān)的各種病理過程(包括氧化應(yīng)激、纖維化和血栓形成)。最新研究顯示心房肌細(xì)胞的凋亡是引起房顫進(jìn)展的重要機(jī)制[1]。普羅布考是治療高膽固醇血癥的藥物,同時可抑制炎性反應(yīng)。臨床研究發(fā)現(xiàn)對冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┗颊呤褂闷樟_布考可預(yù)防心律失常的發(fā)生[2],普羅布考是否可用于治療AF尚不清楚。p38MAPK通路是調(diào)節(jié)細(xì)胞炎癥、增殖和凋亡的關(guān)鍵通路,研究顯示p38MAPK通路的激活會引起快速心房起搏和心臟的重構(gòu)[3]。本文分析普羅布考通過p38MAPK途徑對房顫動物模型心房肌細(xì)胞凋亡的影響及作用機(jī)理。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料SD大鼠(SPF級,雄性,220~250 g,上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動物中心,中國)。氯化鈣和乙酰膽堿(Sigma公司,美國)。RM6240B/C小動物心電圖(RM6240B/C,鼠行生物科技,中國)。TUNEL和ELISA試劑盒(碧云天公司,中國)。組織勻漿機(jī)(Thermo Fisher Scientific公司,美國)。RIPA裂解緩沖液(中國,北京,Beyotime)。BCA試劑盒(武漢博斯特生物技術(shù)有限公司,中國)??贵w購自美國Abcam公司。PVDF膜(Bio-Rad公司,美國)。顯微鏡(Olympus公司,日本)。
1.2 分組與建模36只大鼠隨機(jī)分為三組(每組各12只):Sham組、AF組和AF+普羅布考組。AF組和AF+普羅布考組大鼠按參考文獻(xiàn)[4]建立AF模型,先配置AF誘導(dǎo)液(包括10 g/L的氯化鈣和33.66 mg/L的乙酰膽堿)。通過腹腔注射AF誘導(dǎo)液,劑量為0.1 ml/100 g,1/d,連續(xù)7 d。心電圖檢測建模情況(f波P波消失未出現(xiàn)AF)。AF+普羅布考組大鼠使用普羅布考灌胃,劑量50 mg/kg,2/d,連續(xù)7 d。
1.3 觀察指標(biāo)及方法
1.3.1 心肌電生理水平大鼠處死后取出心臟,將心臟組織放置在Langendorff中靜置至自主節(jié)律穩(wěn)定,將氯化銀電極放在左心房檢測有效不應(yīng)期(ERP)和90%動作電位時程(APD90),ERP/APD90減小與AF有關(guān)。
1.3.2 TUNEL染色檢測心肌細(xì)胞凋亡將心肌組織用4%的甲醛固定并用梯度醇脫水,包埋于石蠟中,制成厚度5 μm的玻片標(biāo)本,常規(guī)脫蠟、抗原修復(fù)處理,并用密封液封閉。將切片在37℃的蛋白酶K溶液(PH=7.5~8)中孵育并修復(fù)15 min,加入50 μl的TUNEL反應(yīng)溶液,37℃孵育1 h,使用PBST洗滌切片。加入100 μl的二氨基聯(lián)苯胺在37℃下孵育30 min后用PBST洗滌,在顯微鏡下觀察樣品。隨機(jī)選擇每個組織的四個視野進(jìn)行計(jì)算并收集平均值。凋亡指數(shù)=凋亡核數(shù)/(凋亡核數(shù)+正常細(xì)胞核數(shù))×100%。
1.3.3 ELISA檢測炎性因子采集大鼠心臟中血液樣本,2000 rpm離心20 min后采上層血清,加入抗體和顯色劑,通過酶標(biāo)儀檢測450 nm處的吸光度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算白細(xì)胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)濃度。
1.3.4 Western blot檢測p38MAPK通路將心肌組織裂解并提取總蛋白,通過BCA法計(jì)算濃度,將40 μg的總蛋白用10%的聚丙烯酰胺凝膠進(jìn)行電泳(90 V,90 min)分離。在100 mV的恒定電壓下將分離的蛋白轉(zhuǎn)移到PVDF膜上。將5%牛血清白蛋白加入到PVDF膜中,室溫下孵育1 h。將1:500稀釋的anti-MKK6、anti-p38MAPK添加到PVDF膜中,4℃孵育過夜。洗滌后在室溫下添加二抗孵育1 h,加入ECL試劑盒顯影,GAPDH作為內(nèi)參,用Image J軟件分析目標(biāo)條帶的灰度值。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理使用SPSS 19.0軟件進(jìn)行分析,數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)表示,組間比較采用方差分析,兩兩比較采用SNK-q檢驗(yàn)。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 普羅布考對AF大鼠模型心房肌電生理水平的影響AF組的ERP/APD90水平(0.39±0.05)顯著低于Sham組(0.69±0.06),P<0.05,AF+普羅布考組的ERP/APD90水平顯著高于AF組(P<0.05),表1。
表1 各組大鼠ERP/APD90水平比較
2.2 普羅布考對AF大鼠模型心房肌凋亡的影響AF組的凋亡指數(shù)(23.42±3.65 %)顯著高于Sham組(3.54±0.78%),P<0.05,AF+普羅布考組的凋亡指數(shù)(9.42±1.26%)顯著低于AF組(P<0.05),圖1。
圖1 TUNEL染色檢測普羅布考對AF大鼠模型心房肌凋亡的影響
2.3 普羅布考對AF大鼠模型炎性反應(yīng)的影響AF組的IL-6(13.75±2.89 pg/ml)和TNF-α(10.95±1.78 pg/ml)水平顯著高于Sham組(P<0.05),AF+普羅布考組的IL-6(9.03±2.54 pg/ml)和TNF-α(7.21±2.93 pg/ml)水平顯著低于AF組(P<0.05),表2。
表2 各組血清IL-6和TNF-α水平比較
2.4 普羅布考對AF大鼠模型p39MAPK通路的影響AF組心房肌細(xì)胞中MKK6和p38MAPK蛋白水平顯著高于Sham組(P<0.05),AF+普羅布考組的心房肌細(xì)胞中MKK6和p38MAPK蛋白水平顯著低于AF組(P<0.05),圖2。
圖2 Western blot檢測普羅布考對AF大鼠模型心房肌細(xì)胞中p39MAPK通路的影響
房顫在人群中患病率為1%,80歲以上患者的患病率>8%[5]。研究發(fā)現(xiàn)炎性反應(yīng)是AF的發(fā)生和進(jìn)展的重要機(jī)制之一,炎性反應(yīng)不僅改變心房電生理和結(jié)構(gòu),導(dǎo)致房顫的易感性增加,還會調(diào)節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)和鈣相關(guān)的連接蛋白,或誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡及纖維化。這些因素均會促進(jìn)心房結(jié)構(gòu)重塑,進(jìn)而影響心功能。
心肌細(xì)胞的凋亡與房顫有關(guān),研究顯示miR-122的上調(diào)可通過誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡參與房顫的發(fā)展[6]。普羅布考是一種雙酚化合物,具有降血脂、抗炎和抗氧化特性。本研究結(jié)果顯示對房顫大鼠使用普羅布考灌胃可明顯調(diào)節(jié)ERP/APD90水平,改善心肌細(xì)胞電生理;此外,TUNEL染色結(jié)果顯示普羅布考可顯著抑制AF大鼠心房肌細(xì)胞的凋亡。研究顯示房顫組的炎癥和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激會直接導(dǎo)心房細(xì)胞凋亡并引起心房纖顫[7],且在房顫中抑制心房肌細(xì)胞的凋亡是治療房顫,保護(hù)心功能的重要途徑[8]。提示普羅布考可通過抑制AF大鼠模型心房肌細(xì)胞凋亡改善心肌電生理,從而緩解房顫。
心肌梗死后p38MAPK通路的激活會通過促進(jìn)IL-6和TNF-α的表達(dá)引起房顫[9]。此外,激活的p38MAPK通路也是誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡的重要機(jī)制[10]。本研究結(jié)果顯示AF組的IL-6、TNF-α、MKK6和p38MAPK水平顯著高于Sham組,AF+普羅布考組的的IL-6、TNF-α、MKK6和p38MAPK水平顯著低于AF組。葉海波等[11]研究發(fā)現(xiàn)普羅布考可通過抑制p38MAPK抑制海馬神經(jīng)元凋亡。普羅布考也可通過抑制MAPK信號傳導(dǎo)緩解低密度脂蛋白誘導(dǎo)的人腎近端腎小管上皮細(xì)胞的凋亡[12],提示普羅布考通過抑制p38MAPK通路抑制炎性反應(yīng),減少AF大鼠模型的心房肌細(xì)胞的凋亡。
綜上所述,普羅布考通過抑制p38MAPK通路減少AF大鼠模型的心房肌細(xì)胞的凋亡,從而調(diào)節(jié)心肌電生理水平,提示普羅布考對于治療房顫具有積極的作用,但關(guān)于普羅布考調(diào)控p38MAPK通路的機(jī)制值得進(jìn)一步研究。