运动预适应对压力超负荷小鼠心肌重构及细胞焦亡NLRP3炎性小体信号通路影响的实验研究
研究目的：高血压诱发的心肌焦亡是致使心肌纤维化加重，心脏发生收缩与舒张功能障碍的重要因素，进而可导致心血管疾病猝死率的发生。细胞焦亡伴随有大量的促炎性细胞因子NLRP3的释放，在高血压心肌缺血性损伤中引发NLRP3炎症反应而加重心肌的损伤。已有研究证明适宜运动可以有效的降低高血压患者的血压，还可以对高血压心肌起到保护作用。目前关于NLRP3炎性体在压力超负荷所致高血压疾病中参与已有前人证明，但运动对高血压心肌保护是否与NLRP3炎性体有关尚未见报道。因此，本实验通过主动脉缩窄手术建立压力超负荷致心肌重构模型，观察运动预适应是否可减轻压力超负荷所致的心肌重构；并探讨运动预适应对压力超负荷小鼠NLRP3炎性体信号通路的影响。 研究方法：6-7周龄的C57BL/6J雄性小鼠67只，随机分为4组，分别为正常组（CON组）、运动组（CE组）、手术组（TAC组）和手术+运动组（TAE组）。CE组和TAE组小鼠先进行游泳运动，在游泳运动前，小鼠练习游泳8天。第一天的游泳练习包括两次10分钟的训练，相隔至少4小时。然后每天增加10分钟，直到达到90分钟的目标，每天2次，每次90min，每周7天，共4周。到第4周末时，TAC组和TAE组小鼠同时做主动脉缩窄手术(transverseaortaconstriction，TAC)，从而建立压力超负荷致心肌重构模型。采用27G针头与主动脉一起结扎，使主动脉缩窄70%以上。待术后2周时，4组小鼠分别进行心脏超声检测左心室收缩期后壁厚度（LVPWs）、左心室舒张期后壁厚度（LVPWd）、左室射血分数（leftventricularejectionfraction，EF%）等指标。超声成像系统检测完成后取材，并用电子天平称量小鼠全心重量。心肌组织切片进行HE染色和Masson染色，分别观察心肌组织学形态变化和心肌纤维化程度。同时采用westernbloting实验检测NLRP3、caspase-1、和IL-1β蛋白表达的情况；实时荧光定量PCR技术（QuantitativeReal-timePCR）检测NLRP3、caspase-1、和IL-1β基因的表达情况。 实验结果： 1）小鼠在游泳运动中精神状态良好，体重逐渐增长。小鼠的心重体重比结果显示：与CON组相比，TAC组的心重体重比升高，具有非常显著性差异（Plt;0.01），CE组的心重体重比升高，具有显著性差异（Plt;0.05）；与TAC组相比，TAE组的心重体重比降低，且具有非常显著性差异（Plt;0.01）。 2）超声结果显示：与CON组相比，CE组和TAC组的左室射血分数（LVEF）均升高（Plt;0.01），CE组和TAC组的左心室舒张期后壁厚度（LVPWd）、左心室收缩期后壁厚度（LVPWs）都增加（Plt;0.01）；与TAC组相比，TAE组左室射血分数（LVEF）降低（Plt;0.01）、左心室舒张期后壁厚度（LVPWd）、左心室收缩期后壁厚度（LVPWs）都明显减少（Plt;0.05）。 3）HE染色结果显示：与CON组相比，CE组和TAC组的心肌细胞横截面积增大（Plt;0.01）；与TAC组相比，TAE组的心肌横截面积减少（Plt;0.05）。提示TAC术后2周压力超负荷引起小鼠代偿性的心肌肥厚。 4）Masson染色结果显示：与CON组相比，TAC组的心肌纤维化程度增加（Plt;0.01），而TAE组的心肌纤维化程度要小于TAC组（Plt;0.01）。 5）WesternBlot结果显示：与CON组相比，TAC组小鼠的心肌蛋白NLRP3、Caspase-1和IL-1β的相对表达量均升高（Plt;0.01）；与TAC组相比，TAE组的心肌蛋白NLRP3、Caspase-1和IL-1β的相对表达量均降低（Plt;0.01）。 6）Real-timePCR结果显示：与CON组相比，NLRP3、Caspase-1和IL-1βmRNA表达在TAC组升高（Plt;0.01）；与TAC组相比，TAE组的NLRP3、Caspase-1和IL-1βmRNA表达量均降低（Plt;0.01）。 实验结论： 1、通过主动脉缩窄手术建立的压力超负荷致心肌重构模型以及运动预适应模型建立成功。 2、主动脉缩窄2周引起的压力超负荷诱导小鼠发生代偿性心肌肥厚，同时伴有明显心肌纤维化发生。而经过4周游泳运动预适应能有效的减弱纤维化程度和心肌肥厚程度。 3、压力超负荷致心肌组织中NLRP3、caspase-1、IL-1β的表达升高，而运动预适应可以降低压力超负荷所致的心肌组织中NLRP3炎性小体的表达，减少下游炎性因子caspase-1、IL-1β的含量，改善压力超负荷诱导的代偿性心肌肥厚，发挥心肌保护作用。
高血压;运动预适应;压力超负荷;心肌重构;细胞焦亡;NLRP3炎性体
上海师范大学
硕士
运动人体科学
袁凌燕
2020
中文
R544.1;R455
2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）