高基质金属蛋白酶-9大鼠心室重构模型的建立及评价

发布时间：2017-09-16 23:04

  本文关键词：高基质金属蛋白酶-9大鼠心室重构模型的建立及评价

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【摘要】：研究背景心室重构(ventricular remodeling)是指心室由于心肌损伤或者负荷增加,导致的心肌结构、功能及表型的变化所产生的形状、大小、组织结构和室壁厚度等一系列变化,心室重构包括细胞重构(即心肌细胞本身结构、代谢及功能异常改变)和细胞外基质(extracellarmatrix,ECM)重构(主要是胶原合成和降解之间动态平衡的破坏,促使胶原沉积或降解)。心室重构主要表现为心肌细胞肥大、成纤维细胞增殖、心肌细胞内成分改变和ECM基质胶原的堆积引起的心肌纤维化。基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases,MMPs)是一组可以特异地降解细胞外基质成分的Zn2+依赖的酶家族,心肌中的MMPs能够分解心脏中的基质成分,是心室重构中基质降解的重要推动力量[2]。MMP-9是MMPs的一种,又称为明胶酶B,在心室肌中含量丰富,过去研究发现,多种心室重构疾病状态伴有心肌MMP-9水平的增高,例如,心肌梗死、扩张型心肌病、心肌炎等疾病状态下常常伴有心肌中MMP-9水平的增高;通过调节MMP-9水平或进行疾病的治疗降低MMP-9可使心室重构发生改变。因此,高MMP-9与心室重构可能有密切的关系,但是心肌中MMP-9水平的增高如何影响心室重构,具体机制尚不清楚。良好的高MMP-9心室重构动物模型对该类疾病心室重构的机制和防治研究具有重要的意义。然而,迄今为止,大多数高MMP-9模型是某种疾病的心室重构模型,其高MMP-9状态是一种伴随状态还是病因尚不确定。为了更好地研究MMP-9在心室重构中的作用,一个明确的由高MMP-9导致的心室重构模型十分必要。鉴于我们前期研究发现给予外源性MMP-9可以引起大鼠心室重构,本研究拟在此基础上进一步探讨输入外源性MMP-9来构建高MMP-9心室重构大鼠模型的方法,为高MMP-9心室重构的研究提供一种方便、价廉的工具。目的探讨输入外源性MMP-9构建高MMP-9心室重构大鼠模型的方法,为高MMP-9心室重构的研究提供一种方便、价廉的工具。方法将48只SPF级健康8周龄雄性wistar大鼠(体重160~200g),按体重分层随机分4组,每组各12只。对照组(生理盐水2ml);模型组:MMP-9低剂量组(重组大鼠MMP-9,0.7ng/体重(g),2ml);MMP-9中剂量组(重组大鼠MMP-9,1.4ng/体重(g),2ml);MMP-9高剂量组(重组大鼠MMP-9,2.1ng/体重(g),2ml),腹腔注射,每周2次,连续注射至第4周末,随机抽取每组中的6只大鼠,结束实验,作为第一阶段组(n=24);各组剩余的6只大鼠继续注射至第8周末,结束实验,作为第二阶段组(n=24)。1.实验前1天、第一阶段组的实验第28天以及第二阶段组的第56天予无创尾动脉血压计进行血压测量。两阶段组分别在测量血压后予心脏彩超检查大鼠的左室大体结构【左室舒张末期内径(LVIDd)、舒张末期容积(LVEDV)、收缩末期内径(LVIDs)、收缩末期容积(LVESV)。】和左室功能【短轴缩短率(LVFS)、心排血量(CO)、每搏输出量(SV)、左室射血分数(LVEF)、二尖瓣血流E峰、A峰的比值(E/A)、心率(HR)】。2.用ELISA法检测血清MMP-9水平;分离左室称重并计算左室重量指数(LVWI=左室重量mg/体重g);左室心肌组织切片行HE(苏木素-伊红)染色观察光镜下心肌细胞及间质的变化;VG(苦味酸-酸性品红)染色观察心肌间质胶原分布。图像分析法测定心肌胶原容积分数(CVF);免疫印迹法(western blotting)检测心肌中MMP-9水平;RT-PCR法检测心肌中MMP-9m RNA的表达。结果1.大鼠一般情况及存活率模型组与对照组大鼠比较,精神状态、进食量、活动量、体重增长程度均无明显异常。模型组及对照组大鼠在实验观察时间均存活,存活率为100%。2.各组大鼠的基线水平各组大鼠的初始平均体重水平未见明显差异,实验前1天测量的各组大鼠的血压基线水平均无明显差异。3.心肌组织MMP-9蛋白水平的改变第一阶段:与对照组相比,高剂量组心肌MMP-9水平显著增高(p0.05);低、中剂量组心肌MMP-9水平均有增高趋势(p0.05)。模型组内比较,高剂量组心肌MMP-9水平明显高于低剂量组(p0.05)。第二阶段:与对照组相比,中、高剂量组心肌MMP-9水平均显著增高(P0.05),低剂量组心肌MMP-9水平有增高趋势(p0.05)。模型组内比较,高剂量组心肌MMP-9水平明显高于低剂量组(p0.05)。4.血清中MMP-9蛋白水平的改变第一阶段:与对照组相比,中、高剂量组血清MMP-9水平均显著增高(p0.05),低剂量组血清MMP-9水平有增高趋势(p0.05)。模型组内比较,高剂量组血清MMP-9水平明显高于低剂量组(p0.05)。第二阶段:与对照组相比,低、中、高剂量组血清MMP-9水平均显著增高(p0.05)。模型组内比较,高剂量组血清MMP-9水平明显高于低剂量组(p0.05)。5.心肌组织MMP-9m RNA的表达第一阶段:与对照组相比,除低剂量组外,中、高剂量组心肌MMP-9m RNA表达均显著增高(p0.05),模型组内比较,差异不明显(p0.05)。第二阶段:与对照组相比,低、中、高剂量组心肌MMP-9m RNA表达水平均无明显变化(p0.05),模型组内比较,差异不明显(p0.05)。6.心室重构的改变6.1左室重量指数的改变第一阶段:与对照组相比,高剂量组LVWI显著增高(p0.05)。低、中剂量组LVWI均增高趋势(p0.05)。模型组内比较,高剂量组LVWI明显高于低剂量组(p0.05)。第二阶段:与对照组相比,高剂量组LVWI显著增高(p0.05)。低、中剂量组LVWI均增高趋势(p0.05)。模型组内比较,高剂量组LVWI明显高于低剂量组(p0.05)。6.2心脏大体结构与功能的改变第一阶段:心脏超声发现,与对照组相比,低、中、高剂量组心脏结构和功能指标均未达到显著差异(p0.05)。第二阶段:心脏超声发现,与对照组相比,中、高剂量组LVEDV和LVIDd显著增大(p0.05),低剂量组LVEDV和LVIDd有增大趋势(p0.05)。模型组内比较,高剂量组LVEDV和LVIDd均显著大于低剂量组(p0.05);各组结构和功能指标的其他指标未见明显差异。6.3心肌组织病理形态学的改变1)形态学改变(HE染色):第一阶段:与对照组相比,中、高剂量组大鼠心肌细胞明显肥大、排列紊乱,部分心肌纤维断裂,胞浆溶解坏死。低剂量组心肌细胞与对照组相比,无明显改变。第二阶段:与对照组相比,模型组大鼠均可见心肌纤维断裂、缺损、肌溶解,心肌细胞消失。2)心肌间质胶原变化(VG染色):第一阶段:与对照组相比,高剂量组心肌间质CVF显著降低(p0.05),低、中剂量组CVF均有降低趋势(p0.05)。模型组内比较,差异不明显(p0.05)。第二阶段:与对照组相比,中、高剂量组心肌间质CVF均显著降低(p0.05),低剂量组CVF有降低趋势(p0.05)。模型组内比较,高剂量组较低剂量组CVF显著下降(p0.05)。7.血压的改变第一阶段:与对照组相比,高剂量组收缩压及舒张压水平均显著增高(p0.05),低、中剂量组收缩压及舒张压水平均有上升趋势(p0.05)。第二阶段:与对照组相比,除低剂量组外,中、高剂量组收缩压及舒张压水平均显著增高(p0.05)。模型组内比较,高剂量组较低剂量组收缩压及舒张压水平显著增高(p0.05)。8.制作高MMP-9心室重构模型的成功率以对照组的水平作为标准,心肌组织MMP-9蛋白水平≥均数+2倍标准差、LVEDV≥均数+2倍标准差、CVF≤均数-2倍标准差作为标准。第二阶段高剂量模型组构建高MMP-9心室重构模型的成功率最高,达到83%。结论通过注射外源性MMP-9可以成功制作高MMP-9大鼠心室重构模型,制作模型的较佳方案推荐为:剂量2.1ng/g(体重),每周2次,周期8周。
【关键词】：基质金属蛋白酶-9 心室重构 动物模型 大鼠
【学位授予单位】：广东药学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R54
【目录】：

• 中文摘要4-9
• ABSTRACT9-15
• 引言15-17
• 材料与方法17-28
• 1. 材料17-19
• 2. 方法19-27
• 3. 统计学分析27-28
• 实验结果28-44
• 1. 大鼠一般情况及存活率28
• 2. 各组大鼠的基线水平28
• 3. 左室心肌组织MMP-9蛋白水平的变化28-30
• 4. 血清中MMP-9蛋白水平的变化30
• 5. 心肌组织MMP-9MRNA的表达30-31
• 6.心室重构的改变31-38
• 6.1 左室重量指数的改变31-32
• 6.2.心脏大体结构与功能的改变32-35
• 6.3 心肌组织病理形态学的改变35-38
• 7.血压的变化38-42
• 8. 制作高MMP-9心室重构模型的成功率评价42-44
• 讨论44-48
• 1.关于注射外源性MMP-9能否成功制作大鼠高MMP-9心室重构模型44
• 2.本研究模型组心室重构是否由于输入外源性MMP-9导致体内MMP-9增高所致？44
• 3.输入MMP-9造成心室重构的机制是什么？44-46
• 4.关于本研究制作高MMP-9心室重构模型的方法学评价46
• 5.展望46-48
• 结论48-49
• 参考文献49-52
• 综述52-59
• 参考文献56-59
• 攻读学位期间主要研究成果59-60
• 中英文缩略语对照60-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 车菲菲;徐娟;刘瑜;徐才刚;;多柔比星致兔心功能变化的实验研究[J];华西医学;2010年12期

2 吴运香;张野;谢春林;张书杰;解翔;姜凡;陈志武;;SD大鼠阿霉素慢性心力衰竭模型的建立与评价[J];中国药理学通报;2011年08期

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本文编号：865785