阿托伐他汀治疗早期脱氢野百合碱诱导肺动脉高压犬模型及其机制

【摘要】：第一部分：脱氢野百合碱诱导肺动脉高压犬模型建立 [背景]肺动脉高压是以小肺动脉闭塞性重构为特征、以肺动脉压力升高为表现的疾病,目前治疗措施不能达到治愈肺动脉高压的目的,建立合适、可靠的肺动脉高压动物模型显得非常重要。 [目的]脱氢野百合碱(dehydromonocrotaline, DHMC)诱导建立犬肺动脉高压模型中,利用Swan-Ganz七腔漂浮导管和Vigilance系统根据连续热稀释法(continuous thermodilution cardiac output, CCO)测定心输出量(cardiac output, CO)、肺血管阻力(pulmonary vascular resistance, PVR)、肺动脉平均压力(pulmonary arterial mean pressure, PAMP),本研究目的旨在探讨建立犬肺动脉高压模型及测定肺动脉压力和心输出量的方法,为进一步研究肺动脉高压药物治疗机制及其干预措施奠定基础。 [方法]健康比格犬10只,随机分成两组：实验组(2mg/kg DHMC, n=5)与溶剂对照组(1ml/kg二甲基酰胺,n=5)；用脱氢野百合碱右心房注射的方法建立肺动脉高压的动物模型,药物干预前和干预后8周应用多普勒超声心动图测量血流加速时间(ACT),右室射血前时间(RPEP), Tei指数和三尖瓣环收缩期位移(TAPSE)。应用Swan-Ganz漂浮导管和Vigilance系统测定PAMP、PVR及CO。 [结果] 1、与对照组比较,实验组术后8周食欲减退、活动减少、反应下降、皮毛无光泽和呼吸急促,体重增长缓慢。 2、术后8周,心超发现实验组的Tei指数较对照组明显增加,具有显著性差异(P0.05)。而ACT、TAPSE比较,实验组较对照组明显减少,具有显著性差异(P0.05)。 3、实验组肺血管阻力由基础的(241.63±74.54)dyn·sec·cm-5上升到(1447.33±74.11) dyn·sec·cm-5 (P0.01),实验组基础CO为(4.64±0.50)L/min,而用药后CO为(1.54±0.36)L/min(P=0.035),具有显著性差异。 4、病理学可观察到实验组的肺小动脉增生明显,肺动脉管壁明显增厚,中膜平滑肌细胞增生,外弹力膜增厚。 [结论]利用脱氢野百合碱右心注射可成功地建立能够模拟人类肺动脉高压的动物模型。首次经漂浮导管和Vigilance系统根据连续热稀释法原理在犬肺动脉高压模型中进行PAMP、PVR和CO测定,该方法具有准确稳定、可重复操作和对实验模型创伤小的优点。 第二部分阿托伐他汀对早期野百合碱致肺动脉高压犬模型肺血管内皮系统作用 [背景]肺动脉高压其发病机制不明,尚无有效治疗方法。研究发现他汀类药物应用,可减缓PAH症状的进展,而他汀类药物如何影响PAH的发生发展,目前尚不十分清楚。 [目的]本实验研究探讨阿托伐他汀早期干预由脱氢野百合碱诱导肺动脉高压的比格犬,观察其对于肺血管内皮系统的作用及其可能的机制。 [方法]分组：阿托伐他汀组n=7(2mg/kg野百合碱+2mg/kg阿托伐他汀)；野百合碱组n=5(2mg/kg野百合碱组+安慰剂)；正常对照组n=6(溶剂0.1ml/kg二甲基酰胺组)；药物干预前和干预8周后应用多普勒超声心动图测量ACT、RPEP、Tei指数、TAPSE,使用漂浮导管测量血流动力学参数,用免疫组织化学染色法检测肺小动脉天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)、α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)蛋白表达；用实时定量PCR (Realtime Quantification-PCR, RTQ-PCR)法检测各组肺组织内皮型一氧化氮合酶(eNOS)、内皮素前体-1(preproET-1)表达。 [结果] 1、心超发现野百合碱组的RPEP、RPEP/ACT、Tei指数较阿托伐他汀组和正常对照组明显增加,具有显著性差异(P0.05)。而ACT、TAPSE比较,野百合碱组较阿托伐他汀组和正常组明显减少,具有显著性差异(P0.05)。 2、阿托伐他汀组犬的肺动脉压力、右心室收缩压、肺动脉收缩压和肺血管阻力较野百合碱组明显下降(P0.05),而心输出量明显升高(P0.05),并接近正常对照组。 3、免疫组化显示阿托伐他汀组的Caspase-3呈阳性,与野百合碱组比较灰度积分(35.22±8.38 vs 8.19±4.91,P0.05)；而野百合碱组α-SMA呈阳性表达,阿托伐他汀组肺动脉仅少量表达,灰度积分比较(15.74±2.38 vs 38.63±10.1,P0.05)。 4、肺组织preproET-1 mRNA转录水平在阿托伐他汀组显著低于野百合碱组(P0.05); eNOS mRNA转录水平在阿托伐他汀组显著高于野百合碱组(P0.05)。 [结论] 1、早期使用阿托伐他汀药物可以明显降低野百合碱诱导产生的肺动脉压力及右心负荷,而不影响体循环压力。 2、早期使用阿托伐他汀药物能上调eNOS合成,抑制ET-1,改善肺血管功能。 3、早期使用阿托伐他汀药物能抑制a-SMA表达,促进Caspase-3凋亡基因表达,诱导平滑肌细胞凋亡,改善肺血管重建。 第三部分：阿托伐他汀早期抑制野百合碱致肺动脉高压犬的炎症反应 [背景]近年,炎症和免疫机制在PH发病中的作用逐渐受到重视。阿托伐他汀干预肺动脉高压是否通过炎症机制未见报道。 [目的]本实验研究旨在观察阿托伐他汀早期干预由脱氢野百合碱诱导肺动脉高压犬模型肺组织白细胞介素-1β(IL-1β),肿瘤坏死因子-α(TNF-a)及血管内皮生长因子(VEGF)的变化,探讨早期应用阿托伐他汀对肺动脉高压犬模型的肺血管重构及抗炎作用机制。 [方法]分组：阿托伐他汀组n=7(2mg/kg野百合碱+2mg/kg阿托伐他汀)；野百合碱组n=5 (2mg/kg野百合碱组+安慰剂)；正常对照组n=6(溶剂0.1ml/kg二甲基酰胺组)；肺组织切片HE染色,应用病理图像分析系统测定并计算各组肺小动脉壁面积/管面积比(W/V)和管壁厚/管外径比(WT/D)；用RTQ-PCR法检测各组肺组织IL-1β、TNF-α及VEGF的表达水平。 [结果] 1、病理组织切片观察到野百合碱组W/V和WT/D显著高于阿托伐他汀组(10.41±0.47% VS 6.641±0.48%,31.67±0.39% VS 16.97±0.62%)；肺小动脉周围炎症评分,野百合碱组显著高于阿托伐他汀组(P0.05)。 2、肺组织IL-1β、TNF-α及VEGF mRNA转录水平在阿托伐他汀组显著低于野百合碱组(P0.05)。 [结论] 1、阿托伐他汀药物可减轻肺动脉高压犬病变肺血管周围炎性细胞浸润。 2、阿托伐他汀药物能抑制肺小动脉管壁增厚。 3、阿托伐他汀药物能抑制IL-1β、TNF-α及VEGF mRNA表达,减少炎症反应对肺小动脉损伤。