七氟醚后处理通过HIF-1α/BNIP3通路减轻老龄小鼠心肌缺血再灌注损伤的研究

摘要

目的 探讨七氟醚后处理(Sevoflurane post-conditioning, SpostC)对老龄小鼠心肌缺血再灌注损伤(Myocardial ischemia reperfusion injury, MIRI)的作用及其机制。方法 购入84只18个月大的雄性C57BL/6J小鼠，随机分为假手术组(Sham组，n=21),心肌缺血再灌注组(I/R组，n=21),七氟醚后处理(SpostC组，n=21),七氟醚后处理+2ME2组(SpostC+2ME2组，n=21),每组小鼠进行编号(1号-21号)。Sham组小鼠仅行开胸术不进行其他操作；I/R组小鼠干预为结扎左冠状动脉前降支30 min后进行120 min的再灌注；SpostC组小鼠在结扎左冠状动脉前降支30 min后进行120 min的再灌注，并在再灌注开始同时给予15 min的七氟醚处理(2.4%,1.0 MAC);SpostC+2ME2组小鼠在左冠状动脉前降支结扎前30 min腹腔注射2ME2(HIF-1α特异性阻断剂，15 mg/kg),结扎左冠状动脉前降支30 min后进行120 min的再灌注，并在再灌注开始同时给予15 min的七氟醚处理(2.4%,1.0 MAC);每组编号前15只的小鼠在再灌注结束后使用TUNEL方法检测细胞凋亡水平，HE染色法观察心肌细胞的病理变化，Evans Blue/TTC双重染色法评估心肌梗死面积，使用透射电子显微镜观察心肌中自噬体和线粒体超微结构的变化，Western blot法测定缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、微管相关蛋白1轻链3-II(LC3-II)、BCL2/腺病毒E1B 19 kDa相互作用蛋白3(BNIP3)、Beclin1蛋白(Beclin-1)、Toll样受体9(TLR9)和白细胞介素-6(IL-6)蛋白表达水平，ELISA法测定血清乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CKM)、肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)、肌钙蛋白T型2(TNNT2)和IL-6的浓度；编号为后6只的小鼠在再灌注24 h后使用动物超声心动图(Vevo 2100成像设备)评估连续5个心动周期中的心功能参数。结果 与Sham组小鼠相比，I/R组小鼠心肌细胞凋亡率增加，心肌组织形态严重受损，出现心肌梗死，线粒体结构出现严重破坏，自噬体增加(P均<0.05);HIF-1α、BNIP3、TLR9、Beclin-1和LC3-II蛋白水平升高(P<0.05),血清LDH、CKM、CK-MB、TNNT2和IL-6的水平升高(P<0.05);搏出量(SV)%、射血分数(EF)%、缩短分数(FS)%、左心室前壁舒张末期厚度(LVAWd)、收缩末期厚度(LVAWs)、左心室后壁舒张末期厚度(LVPWd)和收缩末期厚度(LVPWs)降低(P<0.05),左心室舒张末期内径(LVIDd)和收缩末期内径(LVIDs)升高(P<0.05)。I/R组与SpostC+2ME2组各项指标无明显差异(P>0.05)。与I/R组及SpostC+2ME2组相比，SpostC组小鼠心肌细胞凋亡率降低，心肌组织形态轻微受损，心肌梗死面积减少，线粒体轻度肿胀，自噬体增加(P<0.05),HIF-1α、BNIP3、TLR9、Beclin-1和LC3-II蛋白水平升高(P<0.05),血清LDH、CKM、CK-MB、TNNT2和IL-6的水平降低(P<0.05),SV%、EF%、FS%、LVAWd、LVAWs、LVPWd和LVPWs升高(P<0.05),LVIDd和LVIDs降低(P<0.05)。结论 SpostC可通过激活线粒体自噬减轻老龄心肌缺血/再灌注造成的心肌损伤，其机制与HIF-1α/BNIP3信号通路有关。

关键词

心肌缺血和再灌注损伤 / HIF-1α/BNIP3信号通路 / 线粒体自噬