杜鹃素在血管紧张素Ⅱ诱导的心肌重构中的作用和机制研究

目的:心血管疾病(心肌肥厚、心力衰竭、心肌梗塞、房颤、高血压等)已成为威胁人体健康的重大疾病,被认为是导致病人死亡的罪魁祸首。其中心力衰竭是高血压、冠心病和心肌病等多种心血管疾病的最终结果。虽然现有的临床药物、器械治疗和辅助治疗可以延缓心力衰竭的进展,但心力衰竭患者的整体预后仍然很差。心房颤动(房颤)是最常见的心律失常,其发病率随着年龄的增长而逐渐上升。我国流行病学资料显示,目前全国房颤患者数量在800万左右,全球患病人数到2050年有望增长两倍以上。研究证明,无论是心力衰竭或是心房颤动,高血压在二者的病理过程中起到重要的推动作用。高血压是指主要通过肾素-血管紧张素-醛固酮(RAASBarasertib生产商)系统,诱导心脏发生炎症、纤维化和氧化应激反应,从而引起心脏重构,进而引起心力衰竭或心房颤动的一种常见的心血管疾病。杜鹃素,作为一种在植物中提取的黄酮类化合物,具有清除自由基、调节酶活性、抑制细胞增殖和炎症反应等多种生物学功能。在心血管疾病中,杜鹃素证明可以通过干扰NLRP3和NEK7抑制巨噬细胞NLRP3炎症体激活,炎症因子的释放,阻止小鼠心脏缺血再灌注的发生发展。但是,杜鹃素是否可以抑制高血压诱导的心肌肥厚和心房颤动的发生发展未见报道。本研究通过血管紧张素Ⅱ构建小鼠心肌肥厚和心房颤动模型,验证杜鹃素是否可以通过影响心脏炎症、纤维化和氧化应激等重构反应,进而抑制血管紧张素Ⅱ诱导的心肌重构,最终阻止心力衰竭或心房颤动的发生发展。研究方法:第一部分,(1)动物实验:将C57BL/6J小鼠随机分为四组(对照组、Farrerol组、Ang Ⅱ组和Ang Ⅱ+Farrerol组),用Ang Ⅱ(1000ng/kg/min)微量缓释泵灌注小鼠2周,腹腔注射杜鹃素(10mg/kg),每三天测量一次血压,通过心脏超声测量心室射血分数和短轴缩短率;通过LDH检测Farrerol是否对小鼠心肌具有损伤作用;通过麦胚凝集素染色观察各组小鼠心肌细胞肥大情况;通过Masson和免疫荧光(Collagen Ⅲ)染色观察各组小鼠心脏纤维化程度;通过H&E和免疫组化(CD68)染色观察各组小鼠炎症细胞浸润情况;通过DHE和免疫组化(nitrotyrosine)染色观察各组小鼠心肌组织氧化应激水平;通过qPCR(Cloa1和cybb)和Western Blot(p-ERK 1/2、NOX2和α-SMA)检测各组小鼠心脏组织炎症、纤维化和氧化应激相关因子基因和蛋白水平的表达情况。(2)细胞实验:用Ang Ⅱ和/或杜鹃素刺激原代大鼠乳鼠心肌细胞,通过IF(α-actinin)染色观察各组心肌细胞肥大情况,通过Mit Sox染色观察各组心肌细胞氧化应激水平,通过Western Blot(NOX2和p-AKT)检查各组心肌细胞肥厚和氧化应激标志蛋白表达情况。加入ERK 1/2抑制剂,通过Western Blot(p-ERK 1/2、p-STAT3和NFAT2)观察各组细胞肥厚相关蛋白表达情况。用Ang Ⅱ和/或杜鹃素刺激原代大鼠乳鼠成纤维细胞,通过划痕实验证明各组成纤维细胞迁移情况,通过CCK8实验证明各组成纤维细胞增殖能力情况,通过Western Blot(Collagen Ⅲ和α-SMA)观察各组成纤维细胞胶原蛋白和肌成纤维细胞标志物的表达情况。第二部分,将C57BL/6J小鼠随机分为三组(对照组、Ang Ⅱ组和Ang Ⅱ+Farrerol组),用Ang Ⅱ(2000ng/kg/min)微量缓释泵灌注小鼠3周,腹腔注射杜鹃素(10mg/kg),每三天测量一次血压,通过心脏超声测量左房内径;通过电刺激诱导小鼠房颤模型,测算小鼠房颤发生率和发生时长;通过Masson、IHC(Collagen Ⅲ)染色和qPCR(Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ和α-SMA)观察各组小鼠心房纤维化程度;通过DHE染色、qPCR(NOX2和NOX4)和MDA、GPX试剂盒观察各组小鼠心房组织及血清中氧化应激水平情况;qPCR(TNF-α和IL-6)观察各组小鼠心房selleck合成组织炎症细胞浸润情况。结果:第一部分,(1)通过测量血压发现,Ang Ⅱ可使小鼠血压升高,Farrerol组可抑制Ang Ⅱ诱导的血压升高;通过超声发现,Ang Ⅱ可使小鼠心脏射血分数和短轴缩短率升高,Farrerol可以缓解Ang Ⅱ诱导的小鼠心脏射血分数和短轴缩短率升高;通过LDH检测发现Farrerol对心肌无损伤作用;通过WGA染色发现Ang Ⅱ可诱导小鼠心肌细胞肥大,Farrerol可以抑制Ang Ⅱ诱导的小鼠心肌细胞肥大;通过Masson和IF(Collagen Ⅲ)染色发现Ang Ⅱ可加重小鼠心脏组织纤维化程度,Farrerol可以抑制Ang Ⅱ诱导小鼠心脏纤维化程度;通过H&E和IHC(CD68)染色发现Ang Ⅱ可促进小鼠炎症细胞浸润,Farrerol可以抑制小鼠心脏炎症细胞浸润程度;通过DHE和IHC(nitrotyrosine)染色发现Ang Ⅱ可促进小鼠发生氧化应激,Farrerol可以抑制小鼠心肌组织氧化应激水平;通过qPCR和Western Blot发现Ang Ⅱ可促进小鼠心脏组织炎症、纤维化和氧化应激相关因子基因和蛋白水平的表达,Farrerol可以抑制Ang Ⅱ诱导的小鼠心脏组织炎症、纤维化和氧化应激相关因子基因和蛋白水平的表达。(2)通过IF(α-actinin)染色发现Ang Ⅱ可在体外促进大鼠乳鼠心肌细胞肥大,Farrerol可以抑制Ang Ⅱ诱导的大鼠乳鼠心肌细胞肥大;通过Mit Sox染色发现Ang Ⅱ可促进心肌细胞氧化应激水平,Farrerol可以抑制Ang Ⅱ诱导的心肌细胞氧化应激水平。通过Western Blot发现Ang Ⅱ可以促进p-ERK 1/2和NOX2的表达,Farrerol抑制Ang Ⅱ诱导的p-ERK 1/2和NOX2的表达。同时,通过Western Blot发现干预ERK 1/2磷酸化水平可以抑制Farrerol对Ang Ⅱ的抗心肌细胞肥厚作用;通过划痕实验发现Ang Ⅱ可以促进成纤维细胞的迁移能力,Farrerol可以抑制Ang Ⅱ组成纤维细胞迁移程度;通过CCK8实验发现Ang Ⅱ可以促进成纤维细胞的增殖,Farrerol可以抑制Ang Ⅱ诱导的成纤维细胞增殖能力;通过Western Blot发现Ang Ⅱ可以促进成纤维细胞胶原蛋白和肌成纤维细胞标志物的表达,Farrerol可以抑制Ang Ⅱ诱导的成纤维细胞胶原蛋白和肌成纤维细胞标志物的表达水平。第二部分,通过测量血压发现,Farrerol组可抑制高浓度Ang Ⅱ诱导的血压升高;通过超声发现,Farrerol可以缓解Ang Ⅱ诱导的小鼠心房内径升高;通过Masson、IHC(Collagen Ⅲ)和qPCR(Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ和α-SMA)染色发现Ang Ⅱ可以促进小鼠心房组织纤维化水平,而Farrerol可以抑制Ang Ⅱ诱导小鼠心房组织纤维化程度;通过DHE染色、qPCR(NOX2和NOX4)和MDA、GPX试剂盒发现Ang Ⅱ可以促进小鼠心房组织和血清氧化应激水平,而Farrerol可以抑制小鼠心房组织和血清氧化应激水平;通过qPCR(TNF-α和IL-6)发现Ang Ⅱ可以促进小鼠心房组织炎症水平,而Farrerol可以抑制Ang Ⅱ诱导的小鼠心房组织炎症水平。结论:1.FarrHollow fiber bioreactorserol可能通过抑制小鼠心脏炎症、纤维化和氧化应激等作用干预Ang Ⅱ诱导的心肌肥厚和心房颤动;2.Farrerol可以抑制Ang Ⅱ诱导的心肌细胞肥大和成纤维细胞增殖与迁移;