当前位置: 首页 > 保健版 > 心灵空间 > 压力
编号:10465409
血管紧张素-(1-7)对压力负荷增高大鼠心肌胶原网络重塑的影响
http://www.100md.com 2004年9月12日 中国危重病急救医学2004年9月第16卷第9期
     何建桂 黄艺仪 马虹 何小洪 廖新学 王礼春 周建忠

    【摘要】 目的 探讨血管紧张素-(1-7)(Ang-(1-7))对压力负荷增高大鼠心肌胶原网络重塑的影响。方法 腹主动脉缩窄术制备压力负荷增高大鼠模型,75只SD大鼠随机分为假手术组、模型组、Ang-(1-7)治疗组(25 μg·kg-1·h-1,持续静脉给药)。各组分别于术后1周和4周处死部分大鼠,检测左心室质量/体质量比以及心肌胶原容积分数,并采用逆转录-聚合酶链反应检测左心室心肌Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA的表达水平。结果与假手术组比较,模型组和Ang-(1-7)治疗组术后1周Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA表达均明显增高,Ang-(1-7)治疗组增高的幅度明显低于模型组;模型组和Ang-(1-7)治疗组术后4周的左心室质量/体质量比、心肌胶原容积分数均高于假手术组,但Ang-(1-7)治疗组上述指标低于模型组。结论给予外源性Ang-(1-7)能减轻压力负荷增高所致的心肌胶原网络重塑。
, http://www.100md.com
    【关键词】 血管紧张素; 肥大,左心室; 心肌纤维化; 基因表达

    Effects of angiotensin-(1-7) on remodeling of myocardial collagen network in pressure-overloaded rats

    SHE Jian-gui, HUANG Yi-yi, MA Hong, HE Xiao-hong, LIAO Xin-xue, WANG Li-chun, ZHOU Jian-zhong.

    Department of Cardiology, First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, Guangzhou 510080, Guangdong, China

    【Abstract】 Objective To investigate the effects of angiotensin-(1-7) on remodeling of myocardial collagen network in pressure-overloaded rats. Methods A rat model of pressure-overloaded heart was induced by constriction of abdominal aorta. Seventy-five male Sprague Dawley rats were randomized to sham-operated group, model control group and angiotensin-(1-7) group. The rats of the latter two groups were treated with intravenous infusion of either angiotensin-(1-7) (25 μg·kg-1·h-1) or saline after operation. Ratio of left ventricular weight to body weight(LVW/BW) and myocardial collagen volume fraction(CVF) were determined at 1 and 4 weeks after operation. And types Ⅰ and Ⅲ collagen mRNA expression were assessed with reverse transcription-polymerase chain reaction(RT-PCR). Results At 1 week after the operation, types Ⅰ and Ⅲ collagen mRNA expressions of the left ventricular myocardium in model group and angiotensin-(1-7) group were increased significantly compared with those in sham-operated group. But those in angiotensin-(1-7) group were significantly lower than that in model group. At 4 weeks after the operation, LVW/BW and CVF were increased significantly in model group and angiotension-(1-7) group compared with those in sham-operated group, but those in angiotension-(1-7) group were significantly lower than that of model group. Conclusion Angiotensin-(1-7) can attenuateremodeling of myocardial collagen network in pressure-overloaded rats.
, 百拇医药
    【Key words】 angiotensin; left ventricular hypertrophy; myocardial fibrosis; gene expression

    研究证实,血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)是心肌胶原网络重塑的重要促进因子 (1)。近年对肾素-血管紧张素系统(RAS)的深入研究发现,体内血管紧张素Ⅰ(AngⅠ)可向两个不同方向转化,在血管紧张素转换酶(ACE)作用下产生AngⅡ,也可在肽链内切酶作用下产生血管紧张素-(1-7)(Ang-(1-7))(2)。已有的研究表明,Ang-(1-7) 具有许多与AngⅡ相拮抗的生理作用(2-4),可能是AngⅡ的内源性抑制因子。那么Ang-(1-7)能否通过拮抗AngⅡ的作用而改善心肌胶原网络重塑?为此我们设计在压力负荷增高的大鼠模型上,观察外源性Ang-(1-7)对心肌胶原网络重塑的影响。

    1 材料与方法

    1.1 实验材料:雄性Sprague-Dawley大鼠,8周龄,体质量250~300 g,由中山大学实验动物中心提供。Ang-(1-7)、天狼猩红染料购于Sigma公司;渗透性微量泵(2ML4型)购于美国ALZET公司。
, http://www.100md.com
    1.2 动物模型制备及分组:采用随机数字表法将75只大鼠分为假手S术组、模型组和Ang-(1-7)治疗组,每组25只。手术按Ogata等 (5)介绍的方法进行,采用腹主动脉缩窄术增高心脏压力负荷,使缩窄处动脉保留直径约0.8 mm的空隙;假手术组游离腹主动脉后不缩窄。Ang-(1-S7)治疗组大鼠于腹主动脉缩窄术后1 d给药,将Ang-(1-7)溶于2 ml生理盐水后放入渗透性微量泵(ALZET 2ML4型)内,埋置入颈背部皮下,并经穿行于颈部皮下的颈静脉插管持续给药(25 μg·kg-1·h-1);假手术组及模型组经微量泵给予等体积生理盐水。

    1.3 左心室质量/体质量比值及胶原容积分数(CVF)检测:腹主动脉缩窄术后1周,每组中各处死8只大鼠,其余于术后4周处死。迅速开胸游离心脏,沿房室环剪去心房及右室游离壁,滤纸吸干后用电子天平称取左心室(包括室间隔)质量,并与体质量相除计算左心室质量/体质量比值(mg/g),以反映左心室肥厚程度。切取左心室冠状面中部约4 mm组织,置于体积分数为10%中性甲醛液中固定,其余左心室组织放于液氮冷冻,-70 ℃保存。经甲醛液固定的心肌通过石蜡包埋切片后行苦味酸-天狼猩红染色,光镜下检查。每个标本选1张切片,每片选2个含有直径150 μm左右的小血管视野,通过灰度调节区别胶原和非胶原成分,计算每个视野中胶原组织所占百分比,取平均值代表CVF。
, 百拇医药
    1.4 心肌Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA的表达:待测定的心肌组织快速放入液氮冷冻,-70 ℃保存。采用随机数字表法每组随机取5只大鼠测定左心室心肌Ⅰ和Ⅲ型胶原mRNA的表达。采用异硫氰酸胍一步法提取心肌组织总RNA(试剂盒购于BBI公司)。采用MMLV一步法逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)试剂盒(购于上海生工生物工程公司)进行逆转录和扩增。引物设计参照文献(5)方法,由上海生工生物工程公司合成并纯化,Ⅰ型胶原引物P1:5′-CAT AAA GGG TCA TCG TGG CTT C-3′;P2:5′-GTG ATA GGT GAT GTT CTG GGA G-3′;扩增产物为789 bp。Ⅲ型胶原引物P3:5′-GTG ACA GAG GTG AAA GAG GAT C-3′;P4:5′-CTG TCT TGC TCC ATT CAC CAG T-3′;扩增产物为766 bp。3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)引物P5:5′-GTG AAG GTC GGA GTC AAC G -3′;P6:5′-GGT GAA GAC GCC AGT GGAC TC-3′; 扩增产物为597 bp。总反应体积为50 μl的反应体系中含2×RT-PCR缓冲液25 μl、RT/Taq混合酶1 μl、总RNA 1~2 μg,分别加入P1、P2、P5、P6或P3、P4、P5、P6各1 pmol,置于Biometra PCR仪中,38 ℃逆转录30 min,94 ℃放置2 min。循环条件为:94 ℃变性30 s,62 ℃退火1 min;68 ℃延伸45 s,30次循环;最后1次72 ℃延伸8 min。取PCR产物5μl,经质量分数为2%的琼脂糖凝胶电泳,100 V电泳1 h,溴乙锭染色。在紫外透射分析仪下观察结果并摄像,图像录入计算机,以凝胶成像分析系统分析电泳条带的面积和平均灰度,计算样本的灰度值(面积×平均灰度),以各组GAPDH扩增产物为内参照,用Ⅰ、Ⅲ型胶原与GAPDH灰度值的比值作为Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA的相对表达量 (相对灰度%)。
, http://www.100md.com
    1.5 统计学处理:所得数据以均数±标准差(x±s)表示,用SPSS 10.0软件进行数据分析,采用单因素方差分析进行显著性检验,P<0.05为差异有统计学意义。

    2 结 果

    2.1 Ang-(1-7)对实验大鼠左心室肥厚的影响(表1):假手术组、模型组和Ang-(1-7)治疗组分别有23、20和22只完成了实验观察。术后1周,模型组和Ang-(1-7)治疗组左心室质量/体质量比值均高于假手术组,但模型组和Ang-(1-7)治疗组间差异无统计学意义;术后4周,模型组该比值高于假手术组,Ang-(1-7)治疗组虽高于假手术组,但明显低于模型组。

    2.2 Ang-(1-7)对大鼠心肌胶原网络重塑的影响:经苦味酸-天狼猩红染色后,光镜下心肌细胞呈桔黄色,胶原纤维呈鲜红色(彩图1)。术后1周和4周,假手术组心肌中胶原无明显变化,仅于小血管周围有胶原沉积。术后1周模型组和Ang-(1-7)治疗组与假手术组相似;但术后4周模型组心肌内小血管周围有较多胶原沉积,并较多地延伸至心肌细胞间隙;而Ang-(1-7)治疗组心肌内小血管周围及心肌间质中胶原沉积明显少于模型组。各组术后1周和4周的CVF比较见表2。
, http://www.100md.com
    2.3 Ang-(1-7)对心肌Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA表达的影响(表3):术后1周Ⅰ型胶原mRNA表达在模型组和Ang-(1-7)治疗组均升高,但Ang-(1-7)治疗组升幅低于模型组(彩图2);术后4周模型组和Ang-(1-7)治疗组均降至假手术组水平。Ⅲ型胶原mRNA表达也呈现类似变化(彩图3)。

    3 讨 论

    循环和组织RAS的激活参与了心脏重塑的病理过程,AngⅡ浓度增高可促进心肌细胞肥大和间质纤维化,因此,血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)治疗可以减轻或逆转心肌肥厚和纤维化。有研究发现,使用ACEI的高血压患者治疗之初血浆AngⅡ浓度即下降,数周内可回复到基线水平,但降压及抗心肌肥厚作用却持续存在,而此时血浆缓激肽和Ang-(1-7)浓度较治疗前明显增高,因此推测Ang-(1-7)可能与缓激肽共同参与了ACEI的降压及抗心肌肥厚作用(6)。Paula等 (7)对正常以及高血压大鼠单独应用Ang-(1-7)即可显著降低血压,与缓激肽合用则降压效果更为明显。我们曾在乳鼠心肌细胞培养中发现,Ang-(1-7)可抑制AngⅡ诱导的心肌细胞肥大 (3)。本研究中采用腹主动脉缩窄方式增高大鼠心脏后负荷,以左心室质量/体质量比值反映左心室肥厚程度,结果发现腹主动脉缩窄术后1周即可导致左心室明显肥厚,术后4周左心室肥厚程度进一步加重。Ang-(1-7)治疗组在术后4周左心室质量/体质量比值明显低于模型组,提示外源性Ang-(1-7)明显减轻了腹主动脉缩窄所致的左心室肥厚程度。病理性心肌肥厚不仅包括心肌细胞的肥大,还包括间质和血管周围胶原沉积。心脏胶原网络的重塑可增加心肌僵硬度引起的舒张功能不全或心力衰竭。因此,如何防治心肌胶原网络重塑是防治心脏重塑、改善心功能的重要环节。Ⅰ、Ⅲ型胶原是心肌胶原的主要组成部分,由心脏成纤维细胞产生。王长谦等(8)应用Northern杂交技术研究发现,心肌Ⅰ、Ⅲ 型胶原mRNA的表达于腹主动脉缩窄术后 1周明显增高,术后2周开始心肌中胶原沉积明显增多,因此认为压力负荷增高性心肌肥厚早期Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA表达增高是胶原合成增加的重要原因。Chapman等(9)也发现,腹主动脉缩窄术后3 d左心室心肌组织Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA表达开始增高,术后2 周降至假手术组水平。本研究中模型组的结果与上述报道相似,在腹主动脉缩窄术后1周心肌Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA表达水平明显高于假手术组,术后4周与假手术组无明显差异;然而在Ang-(1-7)治疗组,尽管术后1周Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA表达水平也高于假手术组,但明显低于模型组;心肌胶原定量指标CVF在术后1周各组间无差异,但术后4周,模型组和Ang-(1-7)治疗组CVF均高于假手术组,Ang-(1-7)治疗组明显低于模型组。上述结果提示Ang-(1-7)可减少压力负荷增高所致心肌胶原mRNA的表达及胶原网络重塑。Ang-(1-7)上述作用的机制尚不清楚,可能与它抑制AngⅡ的细胞内信号转导作用有关(10)。研究表明Ang-(1-7)可通过一种自身特异性受体介导,下调AngⅡ 1型受体密度(11),抑制AngⅡ所诱导的蛋白激酶C的激活和原癌基因c-fos表达 (12,13)。此外,Ang-(1-7)尚可增强缓激肽活性;促进血管内皮细胞合成和释放一氧化氮和前列环素(14)。而缓激肽、一氧化氮和前列环素均可抑制心肌中胶原沉积(1)。
, 百拇医药
    参考文献

    1 刘学波.胶原在心血管疾病作用的研究进展(J).心血管病进展,2002,23:239-242.

    2 Kucharewicz I,Pawlak R,Matys T,et al.Angiotensin-(1-7):an active member of the renin-angiotensin system(J).J PhysiolPharmacol,2002,53(4 Pt1):533-540.

    3 曾武涛,马虹,鲁伟,等.血管紧张素-(1-7)在血管紧张素Ⅱ诱导心肌细胞肥大中的作用(J).中华心血管病杂志,2000,28:460-463.

    4 Loot A E,Roks A J,Henning R H,et al.Angiotensin-(1-7) attenuates the development of heart failure after myocardial infarction(J). Circulation, 2002, 105:1548-1550.
, 百拇医药
    5 Ogata T,Miyauchi T,Sakai S,et al.Stimulation of peroxisome-proliferator-activated receptor α(PPARα) attenuates cardiac fibrosis and endothelin-1 production in pressure-overloaded rat hearts(J).Clinical Science,2002,103:284S-288S.

    6 Luque M,Martin P,Martell N,et al.Effects of Captopril related to increased levels of angiotensin-(1-7) in essential hypertension(J).J Hypertens, 1996, 14: 799-805.

    7 Paula R D,Lima C V,Khosla M C,et al.Angiotensin-(1-7) potentiates the hypotensive effect of bradykinin in conscious rats(J). Hypertension, 1995, 26(part Ⅱ): 1154-1159.
, 百拇医药
    8 王长谦,谢秀兰,丁弘毅,等.压力负荷增高性心肌肥厚大鼠心肌胶原网络重构及Ⅰ、Ⅲ型胶原mRNA表达的变化(J).心脏杂志,2001,13:369-371.

    9 Chapman D,Weber K T,Eghbali M.Regulation of collagen types Ⅰ and Ⅲ gene expression in the hypertrophied rat myocardium(J).Circulation,1989,80:454-457.

    10 Zhu Z,Zhong J,Zhu S,et al.Angiotensin-(1-7)inhibits angiotensin Ⅱ-induced signal transduction(J).J Cardiovasc Pharmacol,2002,40:693-700.

    11 Clark M A,Diz D I,Tallant E A,et al.Angiotensin-(1-7) downregulates the Angiotensin Ⅱ type 1 receptor in vascular smooth muscle cells(J). Hypertension, 2001,37:1141-1145.
, 百拇医药
    12 钟健,祝之明,杨永健.血管紧张素-(1-7)对大鼠血管平滑肌细胞PKC和ERK1/2的抑制作用(J).生理学报,2001,53:361-363.

    13 曾武涛,马虹,冷秀玉,等.血管紧张素-(1-7)对血管紧张素Ⅱ诱导心肌细胞原癌基因c-fos表达的影响(J).中国心血管杂志,2003,8:9-11.

    14 Holger H,Svitlana B,Tadeusz M,et al.Angiotensin-(1-7)- stimulated nitric oxide and superoxide release from endothelial cells(J).Hypertension,2001,37:72-76

    作者单位:510080 广州,中山大学附属第一医院心内科

    作者简介:何建桂(1964-),男(汉族),湖南省望城县人,医学博士,主治医师,主要从事冠心病及高血压病的研究 (Email:hejiangui@163.com)。, http://www.100md.com