雷米普利对实验性心衰大鼠左心室重构及非梗死区胶原影响的研究

魏 群,赵东明,宋显晶,杨 杰,马丕勇,杨 萍*

(1.吉林大学中日联谊医院 心内科,吉林长春 130033;2.北华大学附属医院 心内科,吉林 吉林市 132011)

雷米普利对实验性心衰大鼠左心室重构及非梗死区胶原影响的研究

魏 群1,赵东明2,宋显晶1,杨 杰1,马丕勇1,杨 萍1*

(1.吉林大学中日联谊医院 心内科,吉林长春 130033;2.北华大学附属医院 心内科,吉林 吉林市 132011)

目的研究雷米普利对心肌梗死后心衰大鼠左心室重构及非梗死区胶原的影响。方法将结扎大鼠左冠状动脉前降支并饲养6周的24只存活大鼠随机分为假手术组(Sham group,n=8)、模型组(Model group,n=8)及雷米普利组(Ramipril group,n=8),连续灌胃给药4周后测定大鼠血流动力学参数,全心及左室肥厚指她(HW/BW,LVHW/BW),ELISA方法检测血清血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)的含量,RT-PCR法测定非梗死区心肌组织胶原蛋白Ⅰ(col-Ⅰ)及胶原蛋白Ⅲ(col-Ⅲ)mRNA表达水平。结果雷米普利能明显升高左心室内压最大上升和最大下降速率(±dp/dtmax),降低左心室收缩压(LVSP)、左心室舒张末压(LVEDP)、心肌肥厚指数、血清血管紧张素Ⅱ的含量及下调col-Ⅰ、col-ⅢmRNA表达水平(P＜0.05-0.01),但对心率(HR)、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)无明显影响(P＞0.05)。结论雷米普利对心肌梗死后心衰大鼠心肌间质胶原重构有显著的抑制作用,抗心室重构的作用机制与下调胶原蛋白mR NA表达有关。

雷米普利;大鼠;心衰;胶原蛋白Ⅰ;胶原蛋白Ⅲ

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

本研究通过建立急性心肌梗死(AMI)后心衰大鼠模型,观察雷米普利对左心室非梗死区重构、心功能及非梗死区心肌Ⅰ型、Ⅲ型胶原的影响[1-5],探讨ACEi改善心室重构的机制。

1 材料与方法

1.1 动物 Wistar大鼠,30只,体重 200-220 g,雌性,合格证号:SCXK-(吉)2003-0001由吉林大学实验动物中心提供。

1.2 药品和试剂 雷米普利由北京安万特制药有限公司提供,批号:C7002,溶于0.5%羧甲基纤维素钠(CMC)中;血管紧张素ⅡELISA测定试剂盒均由美国ADL公司提供。

1.3 动物模型 大鼠左冠脉结扎参照文献[6]方法。

1.4 分组及给药 将6周后存活的24只Wistar大鼠随机分为假手术组、模型组及雷米普利组,每组8只。药物组灌胃给予雷米普利3mg/kg,假手术组及模型组均灌胃给予0.5%CMC。各组分别于术后第7周开始给药,连续给药4周,每日一次,灌胃容积均为10 ml/kg。

1.5 指标测定 血流动力学参数测定:给药4周后,各组大鼠称量体重后以3%戊巴比妥30 mg/kg腹腔注射麻醉,固定后分离右侧颈总动脉,行左心室插管,与RM-6000型多道生理记录仪连接,稳定20 min后测量 LVSP、LVEDP、±dp/dtmax,同时分离股动脉,插管测SBP及DBP,并同步记录HR;血流动力学参数测定后,腹主动脉取血3 ml,2 500 r/min离心10 min,取血清,置于-70℃。按ELISA试剂盒方法测血清AngⅡ含量(ng/ml);取血完毕,打开胸腔摘取心脏,称全心重量(HW)和左心室重量(LVHW),并分别除以体重,计算全心肥厚指数(全心重量/体重,HW/BW)及左心室肥厚指数(左心室重量/体重,LVHW/BW)。称量完毕后取非梗死区心肌组织置于-70℃,待提取 RNA。

1.6 mRNA表达水平的测定 提取总RNA及逆转录反应:取50mg心肌标本,加入0.5 mlTrizol,经氯仿,异丙醇提取总RNA。紫外分光光度计分析RNA的量和纯度。取2ug总RNA逆转录合成cDNA,-20℃保存。所有引物均由上海生物工程技术有限公司合成。β-actin基因的正义引物序列为:GCT CGT CGT CGA CAA CGG CTC,反义引物序列为:CAA ACA TGA TCT GGG TCA TCT TCT C,片断中间长度359 bp;collagenⅠ基因的正义引物序列为:AGG GTC ATC GTG GCT TCT C,反义引物序列为ACC TTC GCT TCC ATA CTC G,片断中间长度704 bp;CollagenⅢ基因的正义引物序列为:CTC AAG AGC GGA GAA TAC TGG,反义引物序列为CAA TGT CAT AGG GTG CGA TA 片断中间长度535 bp。PCR 反应:取3 μ l逆转录产物分别应用上述蛋白的上下游引物进行PCR扩增。取5 μ l PCR反应产物进行1.5%琼脂糖电泳,光密度扫描后图片经Image J软件分析,结果以检测蛋白/β-actin的光密度比值表示。

2 结果

2.1 雷米普利对心衰大鼠血流动力学的影响 见表1。

2.2 雷米普利对心衰大鼠心脏肥厚指数的影响见表2。

表1 雷米普利对心衰大鼠血流动力学的影响(±s)

表1 雷米普利对心衰大鼠血流动力学的影响(±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 雷米普利对心衰大鼠心脏肥厚指数的影响(±s)

表2 雷米普利对心衰大鼠心脏肥厚指数的影响(±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 雷米普利对心衰大鼠非梗死区心肌col-Ⅰ及col-ⅢmRNA表达水平的影响 见表3及图1。

表3 雷米普利对心衰大鼠非梗死区心肌col-Ⅰ及 col-ⅢmRNA表达水平的影响(±s)

表3 雷米普利对心衰大鼠非梗死区心肌col-Ⅰ及 col-ⅢmRNA表达水平的影响(±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△△

图1 各组心肌组织mRNA的表达

2.4 雷米普利对心衰大鼠血清AngⅡ含量的影响见表4。

3 讨论

Beltrami[7]认为,远离梗死区的部位发生的纤维化是缺血性心肌病心室重构的主要因素,这有害的细胞外基质重构首先提高心肌僵硬度,当间质胶原含量由正常的3%-5%增至8%-10%时,便出现舒张顺应性下降,心室最大充盈速率降低、充盈压增加;当胶原含量增至20%时,由于心肌细胞被增生的胶原网包围和“封闭”,不但收缩受限,且力的传递也受阻,因此可导致心脏的收缩功能发生障碍,心脏射血分数和心博量下降。非梗死区的重构主要表现为反应性纤维化,以血管周围/间质纤维化为主要特征[8]。细胞外基质中胶原主要有二种,一种为Ⅰ型胶原蛋白占80%-85%,其次为Ⅲ型胶原蛋白。这些胶原构成三维空间分布的连续性网架结构,除具有连接和支持细胞、组织作用外,更重要的是在心脏的结构和功能中起着重要作用[9]。组织和循环的肾素—血管紧张素—醛固酮系统在心梗后心衰持续激活,其中AngⅡ被认为是促进心肌纤维化的主要因素[10]。AngⅡ促进心肌胶原的数量及分布发生改变(即胶原网络重塑),引起心肌间质纤维化,限制心肌活动,降低心室的顺应性,影响心肌的收缩及舒张功能,是引起心力衰竭的重要原因[11],同时胶原重构是导致左室重构和心力衰竭的重要几何基础。因此,在AMI后心衰过程中抑制AngⅡ及胶原的生成,成为抑制心室重塑及改善心力衰竭研究的热点。

表4 雷米普利对心衰大鼠血清 AngⅡ含量的影响(±s)

表4 雷米普利对心衰大鼠血清 AngⅡ含量的影响(±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△△

本次实验结果表明,急性心梗后心衰大鼠模型组非梗死区col-Ⅰ及col-ⅢmRNA表达水平升高,表明在急性心肌梗死后心衰大鼠左心室除梗死区表现为明显胶原重构外,其非梗死区的胶原重构亦非常明显。同时血清AngⅡ含量及心脏肥厚指数明显增高,且血清AngⅡ含量升高与非梗死区col-Ⅰ及col-ⅢmRNA水平表达一致,说明外周血清AngⅡ的含量可能对非梗死区的胶原重构也有明显影响。

以雷米普利为代表的血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)可逆转心梗后心衰大鼠心室肥厚,抑制心肌重构,改善心功能,与文献[12]报道一致。雷米普利对急性心肌梗死后心衰大鼠改善非梗死区心肌重塑及心功能与抑制血管紧张素转化酶的活性从而减少AngⅡ的合成,下调胶原蛋白mRNA表达有关。其进一步的机制可能是通过增加胶原酶的活性以促进心脏胶原降解,从而影响心肌胶原的代谢水平,有待进一步研究。

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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

国家自然科学基金资助项目(No.30770883)

*通讯作者

2009-03-12)