基質(zhì)金屬蛋白酶-9-金屬蛋白酶組織抑制因子-1對大鼠心室重構(gòu)的影響.pdf

1、研究背景：心室重構(gòu)(ventricular remodeling)是多種心血管疾病(如：高血壓病、心肌梗死、風(fēng)濕性心臟病、心肌病等)發(fā)展為慢性心功能不全的主要病理機(jī)制之一。心室重構(gòu)包括心肌實(shí)質(zhì)的重構(gòu)和心肌間質(zhì)重構(gòu)。細(xì)胞外基質(zhì)(extracellar matrix,ECM)組成成分的質(zhì)和量變化是心肌間質(zhì)重構(gòu)的重要組成部分。心肌間質(zhì)可影響心肌細(xì)胞的增生、排列和心室壁的順應(yīng)性，最終影響心臟的功能。
　　 基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix

2、metalloproteinases，MMPs)是降解細(xì)胞外基質(zhì)成分的主要蛋白水解系統(tǒng)之一，可能對ECM膠原的積聚和降解起重要作用而影響心肌間質(zhì)重構(gòu)?；|(zhì)金屬蛋白酶-9(Matrix metalloproteinases-9,MMP-9)屬于內(nèi)源性鋅—依賴性酶家族MMPs中的一員，是心肌中主要的MMPs。研究發(fā)現(xiàn)，MMP-9及其內(nèi)源性生物抑制因子—金屬蛋白酶組織抑制因子-1(Tissue Inhibitor Metalloprotein

3、ase-1,TIMP-1)可能通過改變ECM中膠原和彈性纖維含量、心肌纖維形態(tài)和排列而參與心室重構(gòu)。由于兩者共存體內(nèi)，TIMP-1又是MMP-9的抑制因子，因此推導(dǎo)兩者“凈效應(yīng)”可能是真正調(diào)控ECM重構(gòu)的關(guān)鍵。但是既往的研究結(jié)果很不一致，同一種疾病的情況下，有顯示增高的也有顯示降低的。這種結(jié)果不排除由于疾病本身的影響所導(dǎo)致。MMP-9、TIMP-1改變與心室重構(gòu)之間既可能是一種因果關(guān)系也可能是一種伴隨現(xiàn)象。因此，為明確它們在心室重構(gòu)中的

4、作用，有必要在完全排除疾病影響的情況下，直接觀察MMP-9、TIMP-1和MMP-9/TIMP-1對心室重構(gòu)的影響。為此，我們設(shè)計(jì)通過預(yù)設(shè)不同比例的外源性重組MMP-9/TIMP-1給健康大鼠在體應(yīng)用和離體心肌培養(yǎng)，觀察心室結(jié)構(gòu)和功能的改變，進(jìn)一步探討MMP-9、TIMP-1、MMP-9/TIMP-1對心室重構(gòu)的影響。
　　 目的：探討MMP-9、TIMP-1及MMP-9/TIMP-1在心室重構(gòu)中的作用，為進(jìn)一步闡明心室重構(gòu)的機(jī)

5、理，尋找新的防治心室重構(gòu)的靶點(diǎn)打下基礎(chǔ)。
　　 方法：
　　 1．在體實(shí)驗(yàn)：健康8周齡雄、雌性Wistar大鼠各30只，體重120g～200g，按性別、體重配對隨機(jī)分為：對照組和干預(yù)組(其中又分為5組：TIMP-1組，MMP-9組，1:0.5組，1:1組，1:2組)，每組各10只，共60只。對以上6組大鼠分別給予生理鹽水、TIMP-1=30ng、MMP-9=30ng、MMP-9/TIMP-1=30ng/15ng、MMP-

6、9/TIMP-1=30ng/30ng、MMP-9/TIMP-1=30ng/60ng腹腔注射每天1次，連續(xù)注射14天；并在實(shí)驗(yàn)前1天、實(shí)驗(yàn)后第7天、第14天以無創(chuàng)尾動脈血壓計(jì)測血壓，實(shí)驗(yàn)第21天心臟彩超檢查大鼠的左心室結(jié)構(gòu)【左室舒張末期內(nèi)徑(LVIDd)、舒張末期室間隔厚度(IVSd)、舒張末期左室后壁厚度(LVPWd)】和功能【短軸縮短率(LVFS)、舒張末期容積(LVEDV)、左室收縮末期容積(LVESV)、左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、

7、心排血量(CO)、每搏輸出量(SV)、二尖瓣血流E峰與A峰的比值(E/A)】；B超檢查后開胸穿刺心臟采血以測大鼠血清MMP-9、TIMP-1水平；并取左心室稱重，以檢測左室重量指數(shù)(LVWI=左室重量mg/體重g)；左室切片組織學(xué)檢查，光鏡下觀察心肌組織結(jié)構(gòu)和用圖像分析系統(tǒng)檢測心臟膠原容積分?jǐn)?shù)(CVF)。
　　 2.離體實(shí)驗(yàn)：健康8周齡雄、雌性Wistar大鼠各1只(雄性體重146g，雌性體重125g)，處死大鼠后，取其左心室游

8、離壁組織，將心組織剪碎后按性別各分為6組，分別設(shè)立對照組和干預(yù)組(TIMP-1組；MMP-9組；1:0.5組；1:1組；1:2組)，對干預(yù)組對應(yīng)加入與在體實(shí)驗(yàn)同樣比例濃度的MMP-9/TIMP-1液，對照組加同樣劑量的生理鹽水，進(jìn)行培養(yǎng)孵育，96小時后取組織作病理組織學(xué)檢查，光鏡下觀察心肌組織結(jié)構(gòu)和用圖像分析系統(tǒng)檢測心臟膠原容積分?jǐn)?shù)(CVF)。
　　 結(jié)果：
　　 1．在體實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
　　 1)血壓的變化：各干

9、預(yù)組大鼠收縮壓水平顯著性高于正常對照組(<0.01)，但各干預(yù)組之間無顯著性差異；各組舒張壓也未見明顯差異。
　　 2)LVIDd：與對照組比較，各干預(yù)組都明顯增大(p＜0.01)，MMP-9/TIMP-1混用組間LVIDd隨著TIMP-1劑量的增加而逐漸增大(p 均<0.01)。
　　 3)左室重量指數(shù)：在各干預(yù)組顯著高于正常對照組，在MMP-9/TIMP-1混用組間LVWI隨著TIMP-1劑量的增加而逐漸增大(p

10、 均<0.01)。
　　 4)組織學(xué)檢查：
　　 ①形態(tài)學(xué)：在各干預(yù)組心肌細(xì)胞較之正常心肌細(xì)胞明顯肥大、排列紊亂，間質(zhì)增生，血管周圍纖維組織增生。
　　 ②CVF：與正常對照組大鼠比較，干預(yù)組增大，MMP-9/TIMP-1混用組間隨著TIMP-1劑量的增加而逐漸增大(p 均<0.01)。
　　 5)單純注射外源性MMP-9能使血清TIMP-1增高，反之亦然。
　　 6)血清MMP-9、TIM

11、P-1的水平與心室重構(gòu)指標(biāo)的關(guān)系：
　　 ①血清MMP-9的水平與LVIDd、LVWI、CVF成正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.911，0.729，0.87(p＜0.001)。
　　 ②血清TIMP-1的水平與LVIDd、LVWI、CVF成正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.527，0.695，0.392(p＜0.001)。
　　 ③血清MMP-9/TIMP-1與LVWI成負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為:-0.287 (p＜0.001)；與

12、LVIDd、CVF沒有顯著相關(guān)。
　　 2.離體實(shí)驗(yàn)結(jié)果：MMP-9組、1:0.5組、1:1組到1:2組CVF值依次逐漸增大；TIMP-1組與1：2組CVF值相似。與正常組比，MMP-9組、1:0.5組CVF值降低，1:1組與之相似，TIMP-1組與1：2組均增大。
　　 結(jié)論：
　　 1．MMP-9、TIMP-l參與了心室重構(gòu)的發(fā)生、發(fā)展過程?？赡芡ㄟ^以下途徑起作用：
　　 1)MMP-9主要是通過解離