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髓样分化蛋白1对心肌梗死后室性心律失常的影响及其机制的研究认领

作者：

付辉

学位授予单位：

武汉大学

摘要：

背景心肌梗死（myocardial infarction,MI）是心血管疾病导致死亡的主要原因之一,是威胁人类生命的危重疾病。危及生命的室性心律失常（VAs）,例如心室颤动（VF）和持续性室性心动过速（VT）,是心肌梗死的主要致死原因之一。心肌梗死后对VAs易感性的增加主要是由于心室组织不良的结构和电重构所致。其中心肌梗死后炎症的过度激活是导致心室组织发生不良结构重构和电重构的重要原因之一。经典的Toll样受体4（TLR4）介导炎症反应通路在心肌梗死相关的心室重构中发挥重要作用。TLR4/My D88介导的炎症信号通过激活Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II（CaMKⅡ）,从而促进心肌肥厚、纤维化和电重构的发生。因此,TLR4/CaMKⅡ信号通路可能在心肌梗死后VAs中发挥重要作用。髓样分化蛋白1（Myeloid differentiation protein 1,MD1）作为TLR4信号通路的生理负调控因子。此前有研究表明,MD1敲除增加TLR4信号通路的激活,加重压力负荷诱导心力衰竭小鼠模型的心室组织结构重构和电重构。然而,MD1对心肌梗死后VAs发生的影响及具体作用机制尚未清楚。第一部分MD1敲除对小鼠心肌梗死后室性心律失常发生的影响目的:通过记录心肌梗死后小鼠体表心电图指标和离体心脏灌流电生理指标,探讨MD1对心肌梗死小鼠室性心律失常（VAs）发生易感性的影响。方法:选择8～12周体重为25～28g的C57BL/6品系野生型雄性小鼠（WT小鼠）和以C57BL/6为背景的MD1基因敲除雄性小鼠（MD1-KO小鼠）为实验对象。实验分组如下:假手术组包括野生型C57BL/6小鼠（WT-Sham组）,MD1基因敲除小鼠（KO-Sham组）;心肌梗死组野生型C57BL/6小鼠（WT-MI组）,心肌梗死组MD1基因敲除小鼠（KO-MI组）。1.通过手术结扎小鼠的左前降支冠状动脉构建心肌梗死模型;2.通过Western blotting检测心梗后不同时间点野生型小鼠心室组织中MD1的表达情况;3.通过记录小鼠体表心电图（ECG）统计分析小鼠体表心电图相关指标,如RR间期、PR间期、QRS间期、QT间期和QTc间期;4.离体灌流心脏电生理指标测量:运用Langendorff心脏离体灌流系统、单相动作电位记录和程控刺激技术,记录单相动作电位时程、电交替阈值、Burst刺激诱发室速室颤等电生理指标,评估心肌梗死后小鼠诱发室性心律失常的易感性。结果:1.野生型小鼠MI后3天和7天,小鼠心室组织中MD1的表达明显下调; 2.构建心肌梗死模型后一周,假手术组小鼠全部存活,KO-MI组小鼠生存率（44.8%）较WT-MI组小鼠生存率（54%）有降低的趋势,无统计学差异; 3.记录和分析小鼠体表心电图,发现KO-MI组QTc间期较WT-MI组QTc间期明显延长; 4.Langendorff心脏离体灌流测量心肌梗死后小鼠心脏电生理指标,与WT-MI组相比,KO-MI组APD90明显延长,电交替阈值明显增加,而且BURST刺激诱发室性心律失常,KO-MI组诱发率较WT-MI组诱发率明显增加（90.9%VS 50%）。结论:MD1敲除使心肌梗死后小鼠体表心电图QTc间期明显延长和心室单相动作电位APD90、电交替阈值明显延长以及BURST刺激诱发室性心律失常发生率增加。因此,MD1的敲除增加心肌梗死小鼠室性心律失常发生的易感性。第二部分MD1敲除对小鼠心肌梗死后室性心律失常发生机制的研究目的:心肌梗死能够使心脏组织炎症反应过度激活,引起心脏结构和功能的改变。本研究主要探讨MD1对心肌梗死后心室组织结构重构和电重构的影响及其作用的分子机制。方法:小鼠来源、饲养的环境条件和实验动物分组同第一部分。1.通过手术结扎小鼠的左前降支冠状动脉构建心肌梗死模型;2.通过TTC染色测量心肌梗死面积,天狼星红染色评估心室组织胶原沉积和纤维化情况,超声心动图测量小鼠心肌梗死后的心功能;3.采用实时荧光定量PCR检测小鼠心室组织纤维化（CTGF、Collagen I和Collagen III）和炎症（IL-1β,IL-6和TNF-α）相关分子m RNA表达水平;4.采用Western blotting检测心肌梗死后小鼠心肌组织K+和Ca2+通道蛋白表达水平,以及TLR4/CaMKⅡ信号通路相关蛋白的表达水平。结果:1.MD1敲除增加心肌梗死后小鼠心脏梗死面积,加重了心功能障碍恶化; 2.MD1敲除促进MI后不良结构重构,加重小鼠左室纤维化和炎症反应; 3.MD1敲除促进MI后不良电重构,使心肌梗死后心肌组织Kv4.2、Kv4.3、Kv1.5和Kv2.1的表达水平降低,增加了Cav1.2的表达水平; 4.MD1敲除增加心肌梗死小鼠心室组织TLR4、CaMKⅡ以及磷酸化Ca MKⅡ蛋白表达水平,表明MD1敲除显著增强了心肌梗死后小鼠心肌组织中TLR4/CaMKⅡ信号通路的激活。结论:MD1的敲除增加了心肌梗死后小鼠左室纤维化和炎症反应,以及干扰了心肌细胞离子通道蛋白的表达,引起左室不良的结构重构和电重构,从而增加心肌梗死后小鼠诱发室性心律失常的易感性。其主要作用机制是通过TLR4/CaMKⅡ信号通路激活介导。

摘要译文

关键词：

髓样分化蛋白1; 心肌梗死; 心律失常; CaMKⅡ; 电重构

学位年度：

2020

学位类型：

硕士

学科专业：

内科学

导师：

黄鹤

中图分类号：

R542.22;R541.7[心律失常⑨]

学科分类号：

100201[内科学]

D O I：

10.27379/d.cnki.gwhdu.2020.002296