雷米普利對實驗性心衰大鼠左心室重構及非梗死區膠原影響的研究

魏 群,趙東明,宋顯晶,楊 杰,馬丕勇,楊 萍*

(1.吉林大學中日聯誼醫院 心內科,吉林長春 130033;2.北華大學附屬醫院 心內科,吉林 吉林市 132011)

雷米普利對實驗性心衰大鼠左心室重構及非梗死區膠原影響的研究

魏 群1,趙東明2,宋顯晶1,楊 杰1,馬丕勇1,楊 萍1*

(1.吉林大學中日聯誼醫院 心內科,吉林長春 130033;2.北華大學附屬醫院 心內科,吉林 吉林市 132011)

目的研究雷米普利對心肌梗死后心衰大鼠左心室重構及非梗死區膠原的影響。方法將結扎大鼠左冠狀動脈前降支并飼養6周的24只存活大鼠隨機分為假手術組(Sham group,n=8)、模型組(Model group,n=8)及雷米普利組(Ramipril group,n=8),連續灌胃給藥4周后測定大鼠血流動力學參數,全心及左室肥厚指她(HW/BW,LVHW/BW),ELISA方法檢測血清血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)的含量,RT-PCR法測定非梗死區心肌組織膠原蛋白Ⅰ(col-Ⅰ)及膠原蛋白Ⅲ(col-Ⅲ)mRNA表達水平。結果雷米普利能明顯升高左心室內壓最大上升和最大下降速率(±dp/dtmax),降低左心室收縮壓(LVSP)、左心室舒張末壓(LVEDP)、心肌肥厚指數、血清血管緊張素Ⅱ的含量及下調col-Ⅰ、col-ⅢmRNA表達水平(P＜0.05-0.01),但對心率(HR)、收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)無明顯影響(P＞0.05)。結論雷米普利對心肌梗死后心衰大鼠心肌間質膠原重構有顯著的抑制作用,抗心室重構的作用機制與下調膠原蛋白mR NA表達有關。

雷米普利;大鼠;心衰;膠原蛋白Ⅰ;膠原蛋白Ⅲ

(Chin J Lab Diagn,2010,14:0031)

本研究通過建立急性心肌梗死(AMI)后心衰大鼠模型,觀察雷米普利對左心室非梗死區重構、心功能及非梗死區心肌Ⅰ型、Ⅲ型膠原的影響[1-5],探討ACEi改善心室重構的機制。

1 材料與方法

1.1 動物 Wistar大鼠,30只,體重 200-220 g,雌性,合格證號:SCXK-(吉)2003-0001由吉林大學實驗動物中心提供。

1.2 藥品和試劑 雷米普利由北京安萬特制藥有限公司提供,批號:C7002,溶于0.5%羧甲基纖維素鈉(CMC)中;血管緊張素ⅡELISA測定試劑盒均由美國ADL公司提供。

1.3 動物模型 大鼠左冠脈結扎參照文獻[6]方法。

1.4 分組及給藥 將6周后存活的24只Wistar大鼠隨機分為假手術組、模型組及雷米普利組,每組8只。藥物組灌胃給予雷米普利3mg/kg,假手術組及模型組均灌胃給予0.5%CMC。各組分別于術后第7周開始給藥,連續給藥4周,每日一次,灌胃容積均為10 ml/kg。

1.5 指標測定 血流動力學參數測定:給藥4周后,各組大鼠稱量體重后以3%戊巴比妥30 mg/kg腹腔注射麻醉,固定后分離右側頸總動脈,行左心室插管,與RM-6000型多道生理記錄儀連接,穩定20 min后測量 LVSP、LVEDP、±dp/dtmax,同時分離股動脈,插管測SBP及DBP,并同步記錄HR;血流動力學參數測定后,腹主動脈取血3 ml,2 500 r/min離心10 min,取血清,置于-70℃。按ELISA試劑盒方法測血清AngⅡ含量(ng/ml);取血完畢,打開胸腔摘取心臟,稱全心重量(HW)和左心室重量(LVHW),并分別除以體重,計算全心肥厚指數(全心重量/體重,HW/BW)及左心室肥厚指數(左心室重量/體重,LVHW/BW)。稱量完畢后取非梗死區心肌組織置于-70℃,待提取 RNA。

1.6 mRNA表達水平的測定 提取總RNA及逆轉錄反應:取50mg心肌標本,加入0.5 mlTrizol,經氯仿,異丙醇提取總RNA。紫外分光光度計分析RNA的量和純度。取2ug總RNA逆轉錄合成cDNA,-20℃保存。所有引物均由上海生物工程技術有限公司合成。β-actin基因的正義引物序列為:GCT CGT CGT CGA CAA CGG CTC,反義引物序列為:CAA ACA TGA TCT GGG TCA TCT TCT C,片斷中間長度359 bp;collagenⅠ基因的正義引物序列為:AGG GTC ATC GTG GCT TCT C,反義引物序列為ACC TTC GCT TCC ATA CTC G,片斷中間長度704 bp;CollagenⅢ基因的正義引物序列為:CTC AAG AGC GGA GAA TAC TGG,反義引物序列為CAA TGT CAT AGG GTG CGA TA 片斷中間長度535 bp。PCR 反應:取3 μ l逆轉錄產物分別應用上述蛋白的上下游引物進行PCR擴增。取5 μ l PCR反應產物進行1.5%瓊脂糖電泳,光密度掃描后圖片經Image J軟件分析,結果以檢測蛋白/β-actin的光密度比值表示。

2 結果

2.1 雷米普利對心衰大鼠血流動力學的影響 見表1。

2.2 雷米普利對心衰大鼠心臟肥厚指數的影響見表2。

表1 雷米普利對心衰大鼠血流動力學的影響(±s)

表1 雷米普利對心衰大鼠血流動力學的影響(±s)

*P＜0.05,**P＜0.01 compared with Sham;△P＜0.05,△△P＜0.01 compared with Model

Group n HR(/min) SBP(mmHg) DBP(mmHg) LVSP(mmHg)LVEDP(mmHg) +dp/dtmax(mmHg) -dp/dtmax(mmHg)Sham 8 385±31 133.4±9.6 99.1±9.1 141.2±6.5 4.6±2.1 5 410±774 4 851±852 Model 8 389±30 110.6±8.9**85.4±7.3** 123.1±5.4* 16.9±1.9** 3 906±553** 3 601±532**Ramipril 8 384±33 96.2±7.3 79.4±8.5 113.7±9.4△ 11.3±4.1△ 4 723±653△△ 4 103±445△

表2 雷米普利對心衰大鼠心臟肥厚指數的影響(±s)

表2 雷米普利對心衰大鼠心臟肥厚指數的影響(±s)

**P＜0.01,***P＜0.001 compared with Sham;△△P＜0.01 compared with Model

Group n HW/BW(mg/g) LVHW/BW(mg/g)Sham 8 3.36±0.24 2.31±0.11 Model 8 4.86±0.30*** 3.69±0.13**Ramipril 8 3.89±0.27△△ 2.91±0.10△△

2.3 雷米普利對心衰大鼠非梗死區心肌col-Ⅰ及col-ⅢmRNA表達水平的影響 見表3及圖1。

表3 雷米普利對心衰大鼠非梗死區心肌col-Ⅰ及 col-ⅢmRNA表達水平的影響(±s)

表3 雷米普利對心衰大鼠非梗死區心肌col-Ⅰ及 col-ⅢmRNA表達水平的影響(±s)

***P＜0.001compared with Sham;△△P＜0.01 compared with Model

Group n col-ⅠmR NA(OD) col-Ⅲ mRNA(OD)Sham 8 0.793 8±0.14 0.764 1±0.07 Model 8 1.102 1±0.16*** 1.109 1±0.31***Ramipril 8 0.823 1±0.12△△ 0.802 1±0.17△△

圖1 各組心肌組織mRNA的表達

2.4 雷米普利對心衰大鼠血清AngⅡ含量的影響見表4。

3 討論

Beltrami[7]認為,遠離梗死區的部位發生的纖維化是缺血性心肌病心室重構的主要因素,這有害的細胞外基質重構首先提高心肌僵硬度,當間質膠原含量由正常的3%-5%增至8%-10%時,便出現舒張順應性下降,心室最大充盈速率降低、充盈壓增加;當膠原含量增至20%時,由于心肌細胞被增生的膠原網包圍和“封閉”,不但收縮受限,且力的傳遞也受阻,因此可導致心臟的收縮功能發生障礙,心臟射血分數和心博量下降。非梗死區的重構主要表現為反應性纖維化,以血管周圍/間質纖維化為主要特征[8]。細胞外基質中膠原主要有二種,一種為Ⅰ型膠原蛋白占80%-85%,其次為Ⅲ型膠原蛋白。這些膠原構成三維空間分布的連續性網架結構,除具有連接和支持細胞、組織作用外,更重要的是在心臟的結構和功能中起著重要作用[9]。組織和循環的腎素—血管緊張素—醛固酮系統在心梗后心衰持續激活,其中AngⅡ被認為是促進心肌纖維化的主要因素[10]。AngⅡ促進心肌膠原的數量及分布發生改變(即膠原網絡重塑),引起心肌間質纖維化,限制心肌活動,降低心室的順應性,影響心肌的收縮及舒張功能,是引起心力衰竭的重要原因[11],同時膠原重構是導致左室重構和心力衰竭的重要幾何基礎。因此,在AMI后心衰過程中抑制AngⅡ及膠原的生成,成為抑制心室重塑及改善心力衰竭研究的熱點。

表4 雷米普利對心衰大鼠血清 AngⅡ含量的影響(±s)

表4 雷米普利對心衰大鼠血清 AngⅡ含量的影響(±s)

***P＜0.001compared with Sham;△△P＜0.01 compared with Model

Group n AngⅡ(ng/ml)Sham 8 0.793 8±0.14 Model 8 1.102 1±0.16***Ramipril 8 0.823 1±0.12△△

本次實驗結果表明,急性心梗后心衰大鼠模型組非梗死區col-Ⅰ及col-ⅢmRNA表達水平升高,表明在急性心肌梗死后心衰大鼠左心室除梗死區表現為明顯膠原重構外,其非梗死區的膠原重構亦非常明顯。同時血清AngⅡ含量及心臟肥厚指數明顯增高,且血清AngⅡ含量升高與非梗死區col-Ⅰ及col-ⅢmRNA水平表達一致,說明外周血清AngⅡ的含量可能對非梗死區的膠原重構也有明顯影響。

以雷米普利為代表的血管緊張素轉換酶抑制劑(ACEI)可逆轉心梗后心衰大鼠心室肥厚,抑制心肌重構,改善心功能,與文獻[12]報道一致。雷米普利對急性心肌梗死后心衰大鼠改善非梗死區心肌重塑及心功能與抑制血管緊張素轉化酶的活性從而減少AngⅡ的合成,下調膠原蛋白mRNA表達有關。其進一步的機制可能是通過增加膠原酶的活性以促進心臟膠原降解,從而影響心肌膠原的代謝水平,有待進一步研究。

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Effect of Ramipril on left ventricular remodeling and collagen in noninfarction zone in heart failure rats

WEI Qun,ZHAO Dong-ming,SONGXian-jing,et al.(1.Department of Cardiology,China-Japan UnionHospital,Jilin University,Changchun130033,China;2.Department of Cardiology,The Affiliated Hospital of Beihua University,Jilin City132011,China)

ObjectiveTo investigate the effects of Ramipril on left ventricular remodeling and collagen in noninfarction zone in heart failure rats after myocardial infarction(MI).MethodsThe ratmodel of heart failure was established by left anterior descending coronary artery deligation.After 6 weeks,24 surviving rats were divided into sham,model and ramipril groups at random,8 rats in each,andwere treatedwith medicines by intragastric administration respectively.At 10 weeks,we measuredleft ventricular end-diastolic pressure(LVEDP),left ventricular systolic pressure(LVSP),+dp/dtmax and-dp/dtmaxof left ventricular pressure,The content of AngⅡin serum was quantifiedwith ELISA.The heartweight(HW)and left ventricular heartweight(LVHW)were weighed.HW/BW and LVHW/BWwere calculated.Furthermore,the mRNA levels of col-Ⅰ and col-Ⅲ were detected by RT-PCR in non-infarction zone.ResultsRamipril decreased significantly LVSP and LVEDP,the content of AngⅡin serum,myocardial hypertrophy index,downregulated the mR NA expressiones of col-Ⅰ and col-Ⅲ in non-infarction zone(P＜0.05-0.01),whereas increased±dp/dtmax(P＜0.05-0.01).But no influence onHR,SBP andDBP(P＞0.05).ConclusionRamipril inhibitmyocardial interstitial collagen reconstitution on heart failure after AMI in rats,whichmay be related to inhibiting the mRNA levelsof col-Ⅰ and col-Ⅲ during heart failure.

Ramipril;rat;heart failure;col-Ⅰ ;col-Ⅲ

R541.6

A

1007-4287(2010)01-0031-03

國家自然科學基金資助項目(No.30770883)

*通訊作者

2009-03-12)