低能激光对大鼠梗死心肌中microRNA-21及心室重构影响的研究

发布时间：2017-06-13 15:10

  本文关键词：低能激光对大鼠梗死心肌中microRNA-21及心室重构影响的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：1研究背景和目的心肌梗死(myocardial infarction,MI)是在冠脉病变的基础上,发生急性、持续性缺血、缺氧所引起的心肌坏死,是目前心血管疾病致死、致残的最主要原因之一。心室重构(ventricular remodeling,VR)发生于心肌梗死之后,因为细胞因子、炎症、神经体液调节等机制的改变,心肌细胞,细胞间质形态发生改变,心脏结构功能按照一定的模式进行重塑,导致心脏形态结构和血流动力学异常,左心室发生进行性扩大,收缩能力逐步减低,最终发生心力衰竭(heart failure,HF)或死亡,因此临床上治疗时应该把重点放在抑制心室重构的发生和发展,这已经成为改善患者生活质量及预后的关键环节。心室重构发展过程中受到多种编码及非编码基因的调控,但是至今很多基因调控机制尚不清楚。micro RNA(mi RNA;mi R)是一类细胞内有调控作用的小分子RNA,约由22个核苷酸组成,近期研究表明,在多种心血管疾病中mi RNA均参与心脏功能和心肌重构的调控。Thum研究报道,mi R-21主要调节ERK-MAP激酶信号通路,当发生心肌梗死时,mi R-21水平选择性升高,通过抑制SPRY1调节ERK-MAP激酶信号通路,进而参与调节心室重构。低能激光照射(low level laser irradiation,LLLI)疗法在医学界发展已有60余年的历史,此项疗法是目前对于我们来说,是一种已经相当成熟的物理治疗方法,目前学术界已经运用各种实验研究、临床探索陆续证明,此项疗法是安全有效的,它使用的是毫瓦级低能量,这种能量对靶组织实施生物学刺激,促进了伤口愈合,同时降低炎症反应,并有促进ATP的合成、加快线粒体代谢、加速细胞增殖等效果,值得说明的是,此疗法不会对组织造成损伤。最近有学者报道,LLLI处理大鼠梗死心肌,可显著降低心肌中胶原纤维组织的合成,并且同时增加了左心室室壁的厚度。另外有研究人员实验证明,LLLI处理大鼠梗死心肌,心梗面积明显缩小,梗死区微环境得到改善。目前,对于LLLI处理MI后3周大鼠梗死心肌组织中mi R-21表达以及心室重构过程的报道较少。鉴于此,本课题对MI后3周的大鼠梗死心肌进行二极管低能激光照射(波长为635nm),研究LLLI处理对mi R-21表达以及心室重构的影响。2材料和方法2.1材料及分组动物选择的是成年SD大鼠,雌性,体重220g~250g,总数为110只,按照随机方法分为3组,分别是假手术组大鼠30只,对照组大鼠40只,治疗组大鼠40只。对于对照组以及治疗组大鼠,心肌梗死模型的建立方法为结扎心脏左冠状动脉前降支。但是假手术组在操作的时候,只在同位置穿线,不打结。2.2心梗模型的筛选在心肌梗死模型制作后的第3周,使用超声心动图对大鼠心脏进行检查,公认的标准心梗模型的评判标准:1.左室射血分数(LVEF)60%;2.左室短轴缩短率(LVFS)30%;3.经超声科医生诊断,存在1个或以上的层面发生前壁、室壁反常收缩现象。至少符合上述2项方可入选。2.3低能激光照射处理筛选工作结束后,立刻对符合标准的梗死模型大鼠实施LLLI处理:本实验使用的是二极管激光治疗仪,设置波长为635nm,功率调节至6m W,发射器距梗死区心肌表面上方垂直距离为15mm,持续照射125s,能量密度0.96J/cm2,所有组都LLLI处理,但对照组、假手术组LLLI处理时治疗仪处于关闭状态。2.4 mi R-21的表达情况每组大鼠都于LLLI后1h、24h、48h、72h、1周时,行腹腔麻醉,气管切开并插管,呼吸机辅助呼吸,迅速开胸获取心脏(4~6只/时间点),然后放进4℃生理盐水中,让心脏随着自律搏动排空其内的血液,小心剪下梗死中心以及边缘的组织,把剪下的组织保存于-80℃冰箱。采用RT-q PCR方法检测所采集组织mi R-21的表达。2.5心功能及组织切片观察LLLI处理后1周时进行第2次超声检查,评价对照组和治疗组大鼠左心功能(n=4~6只/组)。此次检查方法与第1次超声心动图检查。之后三组大鼠均取取出心脏(4~6只/组),用生理盐水充分冲洗至心腔内无血液残留,进行TTC染色(2~3只/组),其余放入10%甲醛溶液中固定进行HE染色、Masson染色、TUNEL染色,计算心梗面积、左室室壁厚度、胶原纤维含量、细胞凋亡情况。2.6统计学处理使用SPSS 19.0软件(美国IBM公司)进行分析,数据采用均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用单因素方差分析,均数两两比较采用LSD检验,α=0.05为显著性检验水准,P0.05认为具有统计学意义。3结果3.1心肌梗死模型制作心梗模型制备后第3周,治疗组以及对照组一共剩余69只大鼠存活(86.3%),有8只大鼠在术后1周内因心力衰竭死亡,占死亡总数的72.7%。筛选后,对照组、治疗组分别有26只、27只大鼠(共53只)符合心梗模型标准(66.3%)。3.2梗死中心区mi R-21表达LLLI处理后,1h时mi R-21相对表达量:对照组低于假手术组(P0.05),治疗组低于假手术组(P0.05),治疗组高于对照组(P0.05)。假手术组mi R-21的相对表达量总体变化甚微,对照组表达变化始于1h,之后逐渐升高。在1周时,对照组与假手术组相对表达量相近(P0.05)。1周时,治疗组和假手术组相近(P0.05)。3.3梗死边缘区mi R-21表达假手术组中mi R-21相对表达量总体变化不大,对照组在1h-72h时间段内逐渐下降,此时间段内,对照组和假手术组比较(P0.05),对照组mi R-21相对表达量在1周时跌至最低,1周时,对照组与假手术组比较(P0.05)。治疗组表达发生变化始于1h,此后逐渐升高,到48h时攀至最高值,在1周时降为最低值,1周时,治疗组大于对照组(P0.05)。3.4大鼠左室功能评价治疗组LLLI处理前及处理后1周比较:LVEF(%)(39.37±1.35比47.62±2.75,P0.05),LVFS(%)(19.23±3.12比24.15±2.53,P0.05)差异均有统计学意义;对照组与治疗组在LLLI处理后1周比较:LVEF(%)(39.83±1.64比47.62±2.75,P0.05),LVFS(%)(18.03±1.25比24.15±2.53,P0.05),差异有统计学意义。3.5切片观察LLLI组大鼠心肌梗死面积与control组比较,减少明显(P0.05),差异具有统计学意义;左心室壁厚度比较,LLLI组和control组较sham组明显减小(P0.05),LLLI组与control组比较,左室壁厚度明显增加(P0.05),差异具有统计学意义;左室室壁胶原纤维比较,LLLI组和control组较sham组明显增加(P0.05),LLLI组较control组显著减少(P0.05),差异具有统计学意义;TUNEL染色法用于检测心肌细胞凋亡情况,LLLI组和control组凋亡率明显高于sham组(P0.05),LLLI组凋亡率与control组比较,明显较低(P0.05),差异具有统计学意义。4结论心脏结构重构是心血管事件进一步发展的重要步骤,LLLI处理梗死区及周边心肌可增加左心室室壁厚度,缩小梗死面积,延缓心肌纤维化,抑制细胞凋亡,可以高效、安全的诱导mi R-21发生高表达,起到了保护心肌的作用。mi R-21在心脏重塑中扮演重要角色,但是它的调节机理仍需要更深入的研究。
【关键词】：低能激光照射 大鼠 心肌梗死 微小 RNA-21 心室重构
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R542.22
【目录】：

• 摘要4-8
• Abstract8-17
• 缩略词索引17-18
• 1 前言18-20
• 2 材料和方法20-32
• 2.1 材料20-22
• 2.1.1 研究对象20
• 2.1.2 试剂20-21
• 2.1.3 仪器和设备21-22
• 2.2 实验步骤22-31
• 2.2.1 实验分组22
• 2.2.2 大鼠心肌梗死模型的制作22-23
• 2.2.3 心肌梗死模型的筛选23-24
• 2.2.4 LLLI治疗24
• 2.2.5 大鼠心肌梗死组织中miR-21表达的测定24-27
• 2.2.5.1 标本采集24-25
• 2.2.5.2 实时荧光定量PCR检测miR-21表达25-27
• 2.2.6 大鼠左心功能检查27
• 2.2.7 大鼠心梗组织病理分析27-31
• 2.2.8 心肌梗死程度和左室壁厚度测定31
• 2.2.9 左室心肌组织胶原纤维和心肌细胞凋亡检测31
• 2.3 统计学分析31-32
• 3 结果32-35
• 3.1 大鼠心肌梗死模型建立情况32
• 3.2 miR-21表达32-33
• 3.2.1 梗死中心区miR-21表达32-33
• 3.2.2 梗死边缘区miR-21表达33
• 3.3 大鼠左室功能评价33-34
• 3.4 大鼠左室梗死比例及左室厚度变化34
• 3.5 大鼠左室心肌胶原纤维含量变化及细胞凋亡情况34-35
• 4 讨论35-38
• 5 结论38-39
• 6 参考文献39-44
• 7 附图44-49
• 综述 microRNA在心血管疾病中的研究进展49-73
• 1 miRNA的生物学特点49-50
• 2 miRNA与心血管系统发育50-55
• 3 miRNA与心血管疾病55-61
• 3.1 miRNA与心肌肥厚55-58
• 3.2 miRNA与心肌纤维化58-61
• 4 miRNA与心血管疾病的治疗61-65
• 5 展望65-66
• 6 参考文献66-73
• 个人简历73-75
• 1 基本信息73
• 2 教育经历73
• 3 获奖情况73-74
• 4 攻读硕士学位期间独立申请或参与的项目74
• 5 攻读硕士学位期间公开发表的论文74-75
• 致谢75-76

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