Fas/FasL系统与心肌缺血再灌注细胞凋亡

心肌缺血再灌注损伤与众多凋亡基因密切相关.Fas/FasL系统在心肌缺血再灌注损伤中起关键作用,是引起细胞凋亡的主要途径之一,是直接启动细胞凋亡信号传导的系统之一.Fas/FasL系统与心肌缺血再灌注细胞凋亡及其信号传导机制是目前国内外研究的热点,现对该问题做一综述.     

Fas/FasL系统与心肌缺血-再灌注损伤

心肌缺血再灌注损伤是心血管介入治疗中较棘手的问题,如何减少心肌缺血再灌注损伤是目前的研究重点。Fas/FasL系统是体内直接启动细胞凋亡的死亡信号传导系统,大量研究表明其在心肌缺血再灌注损伤中起关键作用。现就Fas/FasL系统在心肌缺血-再灌注损伤中的作用作一综述。     

cFLIP对心肌缺血再灌注损伤的调节作用

缺血心肌恢复血流灌注后,心肌细胞会因血流再灌注产生额外的损伤,称之为心肌缺血再灌注损伤。细胞程序性死亡是心肌缺血再灌注损伤的主要细胞归宿,减少细胞程序性死亡能改善患者的心功能和预后。细胞程序性死亡包括凋亡、自噬和程序性坏死,cFLIP可通过不同的方式分别调控凋亡、自噬与程序性坏死的发生,调节心肌缺血再灌注损伤。     

心肌缺血/再灌注时心肌细胞凋亡与心功能关系的实验研究

目的 :探讨大鼠心肌缺血后不同再灌注时相心肌细胞凋亡的变化及其与心功能之间的关系。方法 :60只大鼠随机分成假手术组 ,缺血 45min再灌注即刻、再灌注 2、4、8h组。以缺口末端标记法 （TUNEL）标记凋亡细胞 ,左室插管监测左室功能变化情况。结果 :心肌细胞凋亡随心肌缺血 /再灌注不同时相而变化 ,其中细胞凋亡指数 （AI）于再灌注后 2、4h最高 （2 4± 4;2 0± 3 ） ;细胞凋亡与血肌酸磷酸肌酶 （CK）呈正相关 （r=0 .92 ,P<0 .0 5） ,与左室内压上升最大速率 （+ dp / dtmax）呈负相关 （r=-0 .81,P<0 .0 5）。结论 :心肌细胞凋亡随再灌注不同时相而变化 ,细胞凋亡可加重心肌缺血 /再灌注损伤 ,进而加重心功能的损害     

大鼠心肌缺血/再灌注损伤心肌细胞凋亡与Fas、FasL基因表达的变化

目的：探讨大鼠实验性心肌缺血再灌注时心肌细胞凋亡与Fas及Fas蛋白配体（Fas Ligand,FasL）基因表达的变化及与心肌组织损伤的关系。方法：以穿线结扎或松扎左冠状动脉制备大鼠心肌缺血再灌注模型。64只大鼠随机分成假手术组（假手术24h）、缺血再灌注I组（缺血30min、再灌注24h）、缺血再灌注Ⅱ组（缺备30min、再灌注72h）及缺血再灌注Ⅲ组（缺血3h、再灌注24h）。以缺口末端标记法检测心肌细胞凋亡的变化,S－P免疫组化法分别检测Fas与FasL蛋白水平变化,采用逆转录聚合酶链反应法检测Fas基因mRNA的表达改变,并分析心肌组织病理学损伤程度。结果：心肌缺血再灌注后心肌细胞凋亡指数Fas蛋白阳性染色指数与炎性细胞FasL蛋白阳性染色指数均增加,且均随缺血或再灌注时间延长而进一步增高; Fas基因的mRNA表达也上调,但以再灌注24h时达高峰;心肌缺血再灌注后心肌组织呈大小不一的灶性坏死,坏死周围有爆炸性一细胞浸润。结论：心肌缺血再灌注时心肌细胞凋亡、Fas基因的蛋白与mRNA表达水平及炎性细胞的FasL蛋白表达量均增加,心肌细胞凋亡与Fas/FasL系统参与了心肌缺血再灌注损伤过程。     

心肌缺血-再灌注损伤与细胞凋亡

心肌缺血－再灌注损伤目前仍是冠状动脉再通术（溶栓、ＰＴＣＡ或搭桥术）后一个重要的并发症,也是致死原因之一。其病因复杂,发生机制至今尚未完全阐明。新近分子心血管病学的研究进展发现,细胞凋亡现象存在于心血管系统的许多生理和病理过程中［１］。对细胞凋亡参与心肌缺血－再灌注损伤的病理形成中的研究已日渐增多。已有学者提出,细胞凋亡可能为再灌注损伤发病机制中的一个重要环节［２,３］;通过干预凋亡基因的表达阻断细胞凋亡过程以减轻再灌注损伤能否成为防治再灌注损伤的有效方法已受关注。现将目前这方面的研究进展综述如…     

热休克蛋白70心肌保护的研究进展

热休克蛋白是细胞在应激条件下产生的一类高度保守的蛋白质,通过稳定细胞内变性的蛋白质;减轻细胞内的离子紊乱;保护血管内皮细胞的功能;干扰应激所启动的细胞凋亡程序等方面来发挥心肌缺血/再灌注损伤的保护作用。现对热休克蛋白及其心肌缺血/再灌注损伤的保护作用及机制进行综述。     

心肌缺血-再灌注损伤与细胞凋亡关系的研究

制备不同缺血时间的家兔心肌缺血-再灌注损伤模型，行凋亡细胞定量检测及凋亡抑制基因bcl-2检测。发现随着缺血时间延长，凋亡心肌细胞数目逐渐增多，再灌注损伤程度逐渐减轻；心脏在经缺血预处理后，缺血-再灌注损伤程度明显减轻。     

他汀类药物对心肌缺血再灌注损伤心肌细胞凋亡作用机制的研究进展

近年研究表明,细胞凋亡在心肌缺血再灌注损伤(MIRI)中占有重要地位,细胞凋亡与MIRI之间有着密切关系。实验证实他汀类药物具有除调脂以外的心肌保护效应。现主要从他汀类药物的抗氧化作用和激活磷脂酰肌醇-3-激酶丝氨酸-苏氨酸激酶/一氧化氮合酶(PI3K/Akt/eNOS)信号通路两个方面阐述在心肌缺血再灌注过程中他汀类药物抑制心肌细胞凋亡的主要机制。     

针灸预处理对心肌缺血/再灌注大鼠细胞凋亡及相关基因表达的影响

目的: 探讨针灸预处理对心肌缺血/再灌注损伤大鼠细胞凋亡及hsp70 mRNA表达的影响。方法: 利用大鼠心肌缺血/再灌注模型,观察针灸预处理组间（分为手针、电针和艾灸日1次组和日2次组）,并与缺血预处理、单纯模型组、假手术组和正常对照比较大鼠细胞凋亡及hsp70 mRNA表达的情况。结果: 针灸预处理组均能降低细胞凋亡,促进hsp70 mRNA的表达,且与针灸预处理的次数有相关性。结论: 针灸预处理日1次组与缺血预处理预防心肌缺血/再灌注损伤的效应无显著差异,针灸预处理日2次组优于缺血预处理组。手针、电针和艾灸的效应接近,其效应皆与日次数有关。     

盐酸法舒地尔后适应对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用

目的通过主动脉根部模拟冠状动脉内给药,观察盐酸法舒地尔后适应对大鼠急性心肌缺血再灌注损伤的保护作用。方法选择SD大鼠48只,随机分为假手术组、缺血再灌注组、缺血后适应组、法舒地尔组,每组12只。各组于再灌注3 h后处死大鼠,分别测定心功能参数、血浆心肌酶、心肌梗死范围和心肌细胞凋亡指数。结果与假手术组比较,缺血再灌注组、缺血后适应组和法舒地尔组血浆心肌酶含量明显升高,差异有统计学意义(P<0.01)。与缺血再灌注组比较,法舒地尔组心功能参数明显改善,血浆心肌酶含量、心肌梗死范围、心肌细胞凋亡指数明显下降,差异有统计学意义(P<0.01)。结论盐酸法舒地尔可以模拟缺血后适应效应,减轻心肌缺血再灌注损伤,减少缺血心肌细胞凋亡,缩小心肌梗死范围。     

成年大鼠心肌缺血再灌注后X染色体连锁凋亡抑制蛋白的动态表达变化

目的 测定心肌缺血再灌注过程中X染色体连锁凋亡抑制蛋白（XIAP）动态表达变化,探讨其与缺血再灌注损伤所致心肌细胞凋亡的关系.方法 将健康成年雄性SD大鼠随机分为两组,手术组和伪手术组,每组根据再灌注时间再分为6组：缺血30min,再灌注0、1、2、3、12、24 h组.采用半胱天冬酶-3（Caapaae-3）活性检测判定大鼠心肌细胞凋亡发生情况;用Western Blot和实时定量PCR技术分别检测各组心肌组织中XIAP的蛋白和基因表达水平.结果 Caspase-3活性从心肌缺血再灌注1 h开始升高,再灌注12 h活性最大,再灌注24 h趋于正常.心肌缺血再灌注3 h,XIAP蛋白表达开始降低,再灌注12 h表达最低;而XIAP的mRNA水平表达各组差异无统计学意义.结论 成年大鼠心肌缺血再灌注后Caspase-3活性增高可能与XIAP表达降低有关,提示XIAP表达降低可能参与了心肌缺血再灌注诱导的细胞凋亡.     

大鼠急性心肌缺血再灌注损伤诱导细胞凋亡的实验研究

目的:观察心肌缺血再灌注(IR)损伤与心肌细胞凋亡关系及凋亡调控基因Bcl-2、Bax表达情况。方法:选用健康雄性SD大鼠29只,随机分为:假手术组(n=8),缺血组(n=12),缺血再灌注组(n=9),分别取上述大鼠心肌组织。(1)观察心肌组织及线粒体的形态结构,并进行体视学分析。(2)采用缺口末端标记法(TUNEL)原位检测凋亡细胞。(3)用免疫组化SP法检测心肌细胞Bcl-2、Bax表达。结果:(1)假手术组心肌纤维排列整齐,细胞间质血管未见明显异常,细胞核膜完整,缺血组及缺血再灌注组可见心肌嗜酸性变、空泡变性、心肌纤维紊乱及收缩带形成,心肌纤维间出血及灶性心肌坏死。心肌细胞线粒体体视学分析,与假手术组比较,心肌缺血组形状因子显著降低(P<0.05),面密度显著增加(P<0.05),缺血再灌注组形状因子显著降低(P<0.01),面密度及周密度均显著增加(均P<0.05)。(2)与假手术组比较,缺血组细胞凋亡率明显升高(P<0.001),缺血再灌注组细胞凋亡率明显升高(P<0.001)。缺血再灌注组与缺血组比较细胞凋亡率明显升高(P<0.05)。(3)与假手术组比较,缺血再灌注组凋亡调控基因Bcl-2、Bax表达明显升高(P<0.01,P<0.001)。缺血再灌注组与缺血组比较凋亡调控基因Bcl-2、Bax表达明显升高(均P<0.01)。结论:心肌缺血及再灌注在导致细胞形态、线粒体超微结构改变的同时,诱导心肌细胞的凋亡,Bcl-2、Bax蛋白表达在心肌细胞凋亡的发生中起重要作用,细胞凋亡加重了缺血再灌注损伤。     

Critical timing of L-arginine treatment in post-ischemic myocardial apoptosis-role of NOS isoforms

BACKGROUND: The role of nitric oxide (NO) in apoptotic cell death has been extensively studied in recent years. However, reported results are inconsistent and often controversial, and the mechanisms underlying its diverse effects in apoptosis regulation remain unidentified. The present study attempted to determine whether in vivo administration of L-arginine, the substrate for NOS, at different time points during the course of myocardial ischemia and reperfusion may differentially regulate post-ischemic myocardial apoptosis, and if so, to investigate the mechanisms involved. METHODS AND RESULTS: Male adult rats were subjected to 30 min of myocardial ischemia followed by 5 h of reperfusion. L-Arginine was administered as a bolus at either 10 min before (early treatment) or 3 h after reperfusion (late treatment). There was no difference in myocardial eNOS expression between any groups studied. Myocardial iNOS expression was detected at 3 h after reperfusion but not at 1 h after reperfusion. Administration of L-arginine 10 min before reperfusion markedly decreased TUNEL-positive staining cardiomyocytes, reduced myocardial caspase-3 activity, inhibited iNOS expression, and reduced myocardial nitrotyrosine content. In strict contrast, administration of L-arginine 3 h after reperfusion, a time point when iNOS was expressed, resulted in a significant increase in myocardial NO(x) content, myocardial injury, and toxic peroxynitrite formation as measured by nitrotyrosine. CONCLUSION: Our results demonstrated for the first time that L-arginine administered at different time points during ischemia/reperfusion exerted different effects on post-ischemic myocardial injury, and suggests that stimulation of eNOS reduces nitrative stress and decreases apoptosis whereas stimulation of iNOS increases nitrative stress and enhances myocardial reperfusion injury.     

Protein kinase activation and myocardial ischemia/reperfusion injury

Myocardial ischemia and ischemia/reperfusion activate several protein kinase pathways. Protein kinase activation potentially regulates the onset of myocardial cell injury and the reduction of this injury by ischemic and pharmacologic preconditioning. The primary protein kinase pathways that are potentially activated by myocardial ischemia/reperfusion include: the MAP kinases, ERK 1/2, JNK 1/2, p38 MAPKalpha/beta; the cell survival kinase, Akt; and the sodium-hydrogen exchanger (NHE) kinase, p90RSK. The literature does not support a role for ischemia/reperfusion in the activation of the tyrosine kinases, Src and Lck, or the translocation and activation of PKC. This review will detail the role of these protein kinases in the onset of myocardial cell death by necrosis and apoptosis and the reduction of this injury by preconditioning.     

人重组硫氧还蛋白对大鼠心肌缺血再灌注梗塞范围和心肌凋亡的影响

目的：探讨人重组人硫氧还蛋白对大鼠心肌缺血再灌注后心肌梗塞范围和心肌细胞凋亡的影响。方法：成年Wister大鼠被随机分为3组;I组：假手术组（8只）,Ⅱ组：缺血再灌注组（7只）,Ⅲ组：人重组硫氧还蛋白保护组（6只）。Ⅱ、Ⅲ组分别在结扎左室前降支30min后再灌注120min．Ⅲ组再灌注后立即静脉注人重组硫氧还蛋白。观察再灌注后心肌梗塞范围和心肌细胞凋亡以及凋亡相关基因的表达。结果：人重组硫氧还蛋白显著降低了再灌注后心肌梗塞范围和心肌细胞凋亡数量（P均〈0．01）,并上调凋亡相关基因bcl-2的表达（P〈0．05）。结论：人重组硫氧还蛋白对心肌缺血再灌注具有保护作用,其抑制凋亡的作用可能是通过上调bcl-2基因表达来发挥的。     

mTOR信号介导的自噬在褪黑素减轻心脏缺血/再灌注损伤中的作用

目的 探讨mTOR信号介导的自噬在褪黑素（melatonin,Mel）减轻心脏缺血/再灌注损伤中的作用。方法 将60只8周龄C57BL/6小鼠随机分为假手术（Sham）组、单纯褪黑素10 mg/(kg·d)处理(Mel)组、缺血/再灌注（ischemia reperfusion,I/R）组和褪黑素10 mg/(kg·d)干预I/R（Mel+I/R）组。采用冠状动脉左前降支结扎术制备心肌I/R模型,HE染色观察心肌组织形态学变化,试剂盒检测各组血清中LDH的含量,TUNEL染色检测各组细胞凋亡情况,蛋白印迹法（Western blot）检测自噬相关蛋白微管相关蛋白1轻链3（microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3）I和II、Beclin1和mTOR磷酸化的表达,免疫荧光染色法检测LC3B的表达。结果 与Sham组相比,Mel组各项指标均无明显变化;I/R组心肌纤维断裂明显排列紊乱,血清中LDH含量明显增加（P<0.01）,TUNEL阳性细胞明显增多（P<0.01）,LC3II和Beclin1表达显著升高（P<0.01）,而磷酸化mTOR的表达降低（P<0.01）,免疫荧光结果显示LC3B表达增加（P<0.01）; Mel+I/R组可明显减轻心肌纤维的断裂,降低血清中LDH含量（P<0.01）,减少TUNEL阳性细胞数（P<0.01）,减少LC3II和Beclin1的表达（P<0.01）,降低免疫荧光染色中LC3B的表达（P<0.01）。结论 褪黑素通过调节mTOR信号介导的自噬减轻心脏I/R损伤。