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研究背景:
Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)家族是最具代表的模式识别受体,是先天性免疫系统的重要组成部分。大量研究证明TLRs参与了心肌缺血再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)损伤、动脉粥样硬化等心脏疾病的发生和发展。其中Toll样受体4(TLR4)是TLRs家族中重要的受体,不仅在免疫细胞表达,在心肌和内皮细胞也有高表达。已证实TLR4主要通过MyD88依赖的NF-κB信号转导通路激活免疫和炎症反应。近年研究也证明,TLR4基因缺陷小鼠遭受心肌I/R损伤后,梗死面积减小,炎症也明显减轻。提示,TLR4可能作为一个前致炎因子参与心肌I/R损伤的发生发展。预适应是减轻心肌I/R损伤的重要方法,包括缺血预适应和药物预适应等。缺血预适应(Ischemic preconditioning,IPC)是指心肌遭受短暂缺血后能耐受随后严重的缺血损伤的现象。IPC可减少心肌I/R损伤,但机制复杂,可能涉及多种膜受体、信号分子和许多内源性的保护性蛋白的表达。目前IPC作为一种有效的、预防性的对抗心肌UR损伤的治疗方法,由于技术和伦理的原因,其临床应用受到限制,从而提出了药物预适应的概念。中药吴茱萸的主要药理活性成分吴茱萸次碱能对抗心肌缺血再灌注损伤,其心脏保护作用与激活辣椒素受体(VR1)促进内源性降钙素基因相关肽(calcitonin gene related peptide,CGRP)合成与释放有关。CGRP是一重要的辣椒素敏感神经递质,是一种重要的内源性心肌保护物质。国内外均证实CGRP在预适应心脏保护中起重要作用。此外,CGRP也可抑制免疫细胞的激活。
本实验研究目的是观察缺血预适应和药物预适应是否通过降低TLR4的表达以对抗心肌I/R损伤。此保护作用是否与促进CGRP释放有关。
方法:
SD大鼠在I/R前进行缺血预适应或给予吴茱萸次碱(100,300μg/kg,I/R前10 min静脉注射)和Capsazepine(1.5 mg/kg,给吴茱萸次碱前2 min静脉注射),然后结扎左冠状动脉前降支缺血60min,再灌注3 h。RT-PCR分析TLR4 mRNA的表达水平。免疫组织化学方法分析TLR4和NF-κB的蛋白表达水平。心肌染色法测量心肌梗死面积。放射免疫法测定血浆中CGRP的浓度。分光光度法法测定血清中肌酸激酶的活性。
结果:
预先进行缺血预适应或给予吴茱萸次碱的大鼠TLR4 mRNA表达水平比缺血再灌注损伤组显著降低(P<0.05);相应缺血预适应组和吴茱萸次碱预处理组大鼠TLR4和NF-κB的蛋白表达也比缺血再灌注损伤组显著减少(P<0.05)。同时发现,缺血预适应和吴茱萸次碱能显著增加血浆CGRP浓度、降低心肌梗死面积和血清肌酸激酶活性。吴茱萸次碱的上述作用可被预先给予选择性辣椒素受体拮抗剂Capsazepine所取消。Capsazepme和溶媒本身对TLR4和NF-κB的表达无影响。
结论:
缺血预适应和吴茱萸次碱可能通过降低心肌TLR4和NF-κB的表达对抗心肌缺血再灌注损伤;此作用与促进CGRP释放有关。