急性心肌缺血早期降钙素基因相关肽和神经生长因子的表达

【摘要】：研究目的：观察神经生长因子（NGF）、降钙素基因相关肽（CGRP）在大鼠背根神经节（DRG）、脊髓和心脏的分布；检测大鼠冠状动脉结扎后不同时点NGF、CGRP及其mRNA在DRG和心脏的表达变化，以及胸段硬膜外麻醉、NGF受体（TrkA）拮抗剂和乳鼠辣椒素预处理的干预效应。通过分析CGRP和NGF表达变化关系，探讨在心肌缺血神经源性反应中神经肽表达的调节机制。 研究背景：已有的相关研究表明，CGRP等活性物质参与机体对心血管系统功能的调节。在发生急性心肌缺血时，心肌组织内CGRP的含量明显升高，提示CGRP参与并影响急性心肌缺血的病理变化过程，目前关于其合成与释放的调节机制尚不明确，其中NGF是最重要的调节因子。 研究内容及方法： 第一部分：大鼠心脏和背根神经节CGRP、NGF的组织化学研究 实验选用雄性SD大鼠随机分为两组：（1）正常对照组（Normal group），麻醉后直接处死；（2）结扎冠状动脉组（CAO group），单纯扎闭冠状动脉左前降支。每组均为6只动物。采用荧光免疫组织化学和原位分子杂交技术观察结扎冠脉后30min大鼠DRG、脊髓和心脏组织NGF及其受体TrkA、CGRP及其mRNA的表达部位；并应用银染法检测心脏神经组织的分布。 第二部分：急性心肌缺血大鼠心肌组织和背根神经节CGRP、NGF的表达 动物随机分为两组：（1）手术对照组（Sham group），只开胸暴露心脏，不结扎冠脉；（2）结扎冠状动脉组（CAO group）。每组又分15min、30min、1h和6h四个时点（n=6）。通过心电图监测和TTC染色判断心肌缺血模型制备成功；采用ELISA和实时荧光Rt-PCR方法定量检测结扎冠脉后不同时点大鼠胸段DRG和缺血心肌组织NGF、CGRP及其mRNA的表达变化。 第三部分：胸段硬膜外神经阻滞效应的研究 动物随机分为三组：（1）手术对照组（Sham group）；（2）结扎冠状动脉组（CAO group）；（3）罗哌卡因硬膜外麻醉组（EA group）。每组又分15min、30min、1h和6h四个时点（n=6）。在结扎左冠状动脉前15min经胸段硬膜外给予1%罗哌卡因120μg.kg-1或生理盐水。采用ELISA和实时荧光Rt-PCR方法从蛋白和mRNA水平定量分析胸段硬膜外麻醉对NGF、CGRP及其mRNA表达的干预效应。 第四部分：TrkA受体拮抗剂及辣椒素干预效应的研究 1、动物随机分为三组（n=6）：（1）手术对照组（Sham group）；（2）结扎冠状动脉组（CAO group）；（3）AG879硬膜外给药组（AG879 group）。在结扎左冠状动脉前15min经胸段硬膜外给予AG879（10-7mol/L）或生理盐水。2、动物随机分为四组（n=6）：（1）正常大鼠手术对照组（Normal-Sham group）；（2）正常大鼠结扎冠状动脉组（Normal-CAO group）；（3）去神经大鼠手术对照组（Denervated-Sham group）；（4）去神经大鼠结扎冠状动脉组（Denervated-CAO group）。雄性SD乳鼠辣椒素50mg/kg皮下注射制备去感觉神经模型，测定甩尾反射潜伏期和心重/体重百分比鉴定模型成功。采用ELISA和实时荧光Rt-PCR方法从蛋白和mRNA水平定量分析TrkA受体拮抗剂和乳鼠辣椒素预处理对NGF、CGRP及其mRNA表达的干预效应（根据第二部分实验结果，选取CAO后15min进行mRNA扩增，CAO后30min进行蛋白定量）。 结果： 1、HE染色显示心内神经节的完整形态，神经组织银染观察到发达的神经纤维密布于心房肌和心外膜下。 2、CGRP主要分布于脊髓背角浅层、心外膜、心房组织及血管内皮，DRG内CGRP及其mRNA主要表达于中、小直径神经元，心脏CGRP自身合成较弱。 3、在心脏、脊髓和DRG内均有NGF及其受体TrkA的分布，尤其在心脏NGF免疫阳性细胞位于心肌间隙、心外膜、脂肪组织和血管壁外层。 4、在缺血心肌组织和DRG，与相应时点sham组比较，CAO组CGRP蛋白含量明显升高（P0.05）；与相应时点sham组比较，CAO组背根神经节β-CGRP mRNA的表达在15min明显降低（P 0.05），而α-CGRP mRNA在6h显著升高（P 0.05）。 5、在缺血心肌组织，与相应时点sham组比较，CAO组NGF蛋白含量显著升高（P0.05），在6h时NGF mRNA的表达明显上调（P 0.05）；在DRG，CAO组NGF蛋白含量升高仅在1h时有统计学意义（P0.05），而NGF mRNA的表达随时间延长显著下调（P0.05）。 6、EA能显著抑制CAO诱导的DRG和缺血心肌组织CGRP和NGF蛋白含量的增高（P0.05），在15min时可以部分逆转背根神经节β-CGRP mRNA的下调（P 0.05），并且在6h时显著降低背根神经节CGRP mRNA和NGF mRNA的表达（P 0.05）；EA对心脏NGF mRNA有上调趋势（P0.05）。 7、硬膜外给予AG879可以显著降低背根神经节CGRP mRNA的表达（P 0.05），对CGRP蛋白有下调趋势，但无统计学意义（P0.05）。 8、与正常大鼠比较，辣椒素去感觉神经大鼠甩尾反射潜伏期明显延长（P0.01），心重/体重百分比显著降低（P0.05）。辣椒素去感觉神经可以明显降低成年大鼠CGRP及其mRNA的表达（P 0.05），显著升高NGF蛋白含量（P0.05）。 结论： 1、NGF和CGRP在成年大鼠心脏和DRG均有表达，CGRP合成主要来源于神经组织。 2、急性心肌缺血早期，胸段DRG和缺血心肌组织CGRP、NGF的表达均上调，共同参与了急性心肌缺血病理过程。 3、神经冲动参与介导了心肌缺血早期DRG和心肌组织NGF、CGRP的合成和释放。 4、急性心肌缺血早期DRG源性NGF对感觉神经元CGRP的合成具有一定调节作用。 5、辣椒素去感觉神经诱导NGF代偿性大幅度升高，以促进感觉神经修复和再生。