陜西省寶雞市中心醫(yī)院(寶雞721008) 樊冬梅 薛 莉
心肌梗死后普遍伴隨著左心室重塑,指的是左室腔、幾何結(jié)構(gòu)和功能的改變。左心室重塑是一個慢性進(jìn)展過程,心肌細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)遞進(jìn)性改變,導(dǎo)致左室的擴(kuò)大、收縮功能的下降和潛在的室性心律失常、心衰、和隨后心血管性猝死[1]。心室重塑過程的具體機(jī)制不斷得到闡明,其中炎癥反應(yīng)和其細(xì)胞因子的作用越來越受到重視。本研究應(yīng)用細(xì)胞免疫化學(xué)染色觀察急性心肌梗死(AMI)后心室重塑患者外周血單個核細(xì)(PBMCs)的核因子-kappaB(NF-κB)活性及其與血漿細(xì)胞因子腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)分泌的相關(guān)性來探討心室重塑的發(fā)病機(jī)制。
1 一般資料 急性心肌梗死患者來自我院2008年12月至2009年9月心內(nèi)科住院病人,共58例,AMI的診斷標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)1981年WHO制定心肌梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)。心功能采取killip分級法,分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級。所有受試者均除外陳舊性心肌梗死、其他心臟病、各種炎癥、惡性腫瘤、風(fēng)濕活動、內(nèi)分泌疾病等。以左心室舒張末期容積指數(shù)增加率(ΔLVEDVI)>20%作為AMI后心室重塑的分組標(biāo)準(zhǔn)[2]:A組:左心室重塑組(ΔLVEDVI>20%)33例,男20例,女13例,平均年齡為59.7±8.4;B組:非左心室重塑組(ΔLVEDVI≤20%)25例,男15例,女10例,平均年齡為58.6±5.9。另取門診體檢健康者為C組:20例,男性12例,女性8例,平均年齡57.8±6.5歲。
2 方 法
2.1 試劑及儀器 :淋巴細(xì)胞分離液(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物工程研究所)、1640培養(yǎng)基(Sigma Co)、小牛血清(FCS)(鄭州佰安生物工程有限公司)、細(xì)胞離心機(jī)cytospin-2型(British.SHANDON)、NF-kB(p50)兔抗、鏈酶親和素一生物素過氧化物酶試劑盒(SABC),試劑盒(單克隆鼠抗兔)及DAB試劑盒均購自武漢博士德公司。TNF-α、IL-1β放免試劑盒購自解放軍總醫(yī)院科技開發(fā)中心放射免疫研究所。
2.2 標(biāo)本采集:采血均得到患者同意,用肝素鋰5ml真空采血管無菌采取確診AMI患者發(fā)病的3d及14d空腹靜脈血5ml。
2.3 外周血單個核細(xì)胞(PBMCs)的分離:取抗凝3ml血液用磷酸緩沖液(PBS)1∶1稀釋后,以2∶1體積置于淋巴細(xì)胞分離液上,3000r/min離心30min,收集試管中間懸浮的一層乳白色的液體,即為外周血單個核細(xì)胞(PBMCs)。再以磷酸緩沖液(PBS)洗滌3次,每次1000r/min離心5min。用臺盼藍(lán)拒染試驗活細(xì)胞比例大于95%為有效標(biāo)本。1640培養(yǎng)基調(diào)整細(xì)胞數(shù)為25×107個/ml,取100ul細(xì)胞混懸液滴入細(xì)胞離心機(jī)600r/min,離心6min,使細(xì)胞甩于載玻片上,室溫下自然風(fēng)干,丙酮固定5min,干燥后保存于-70℃冰箱待測NF-κB活性。
2.4 NF-κB的免疫組化染色(SABC法):第一抗體選用兔抗NF-κBp50亞單位的多克隆抗體,抗體稀釋度經(jīng)預(yù)實驗定為1×100,二抗為生物素化單克隆小鼠抗兔IgG,采用SABC法試劑盒檢測。操作步驟按試劑盒說明書進(jìn)行,每張涂片隨機(jī)選取5個不重疊的高倍鏡視野,隨機(jī)計數(shù)500個細(xì)胞,計算細(xì)胞核陽性的細(xì)胞數(shù)占細(xì)胞總數(shù)的百分率。免疫細(xì)胞化學(xué)染色結(jié)果判定:PBS代替一抗為空白對照,細(xì)胞染色為棕黃色者為陽性,定位于胞質(zhì)與胞核。PBMCs中NF-κB的活化水平用NF-κB(+)cells占所有定量化的PBMCs的百分比來表達(dá)。即陽性率=陽性細(xì)胞數(shù)/總細(xì)胞數(shù)×100%
2.5 血漿細(xì)胞因子的測定:取出2ml血液置于離心管中,以2500r/min離心20min,取上層血漿置于-70℃冰箱保存,待測細(xì)胞因子(TNF-α,IL-1β);利用液相競爭抑制原理,采用平衡法對樣品進(jìn)行測定。將待測樣品或標(biāo)準(zhǔn)與限量的抗血清及標(biāo)記的抗原加在一起進(jìn)行競爭結(jié)合反應(yīng),加入免疫分離劑分離出抗原抗體復(fù)合物,測定復(fù)合物的放射性(B),計算各標(biāo)準(zhǔn)管的結(jié)合率(B/B0%.)做出標(biāo)準(zhǔn)曲線,由GC-1200r放射免疫計數(shù)器查出樣品濃度。
2.6 超聲心動圖檢查:所有患者入院后第3天和第30天進(jìn)行超聲心動圖檢查,測定左心室舒張末期內(nèi)徑(LVED)。按Simpson法計算左心室舒張末期容積(LVEDV),經(jīng)體表面積校正后計算出左心室舒張末期容積指數(shù)(LVEDVI),并進(jìn)一步計算出ΔLVEDVI =(30dLVEDVI-3dLVEDVI) /3dLVEDVI×100%。
2.7 統(tǒng)計學(xué)處理:應(yīng)用SPSS 11.5分析軟件,計量資料均采用±s表示,計數(shù)資料用χ2檢驗,三組間細(xì)胞因子比用單因素方差分析;PBMC的NF-κB與細(xì)胞因子間的相關(guān)程度采用直線相關(guān)性分析法;進(jìn)行統(tǒng)計處理,顯著性檢驗水準(zhǔn)取a=0.05。
1 NF-κB檢測結(jié)果 AMI后重塑組血漿TNF-α、IL-1β和外周血單個核細(xì)胞NF-κB核染色陽性百分率測量結(jié)果均顯著高于未重塑組、健康對照組(見表1及附圖)。AMI后重塑患者外周血單個核細(xì)胞NF-κB核染色陽性百分率為顯著高于未重塑組、健康對照組3d三組分別:26.0%±7.60%,22.30%±5.46%、10.05%±5.23%;14d:20.45%±5.46%、13.00%±4.62% 、10.0%±5.23%。
2 通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn) 急性心肌梗死患者外周血單個核細(xì)胞NF-κB核染色陽性百分率與TNF-α、IL-1β表達(dá)均呈正相關(guān)(rTNF-α=0.649,P<0.01;rIL-1β=0.535,P<0.01)(見表2)。
3 通過χ2檢驗發(fā)現(xiàn) 對照組和觀察組的性別和心功能分級(killip分級),及合并癥無顯著性差異。
表1 外周血單個核細(xì)胞NF-kB染色陽性率與血漿細(xì)胞因子測定(%,ng/ml,±s)
表1 外周血單個核細(xì)胞NF-kB染色陽性率與血漿細(xì)胞因子測定(%,ng/ml,±s)
注:在發(fā)病3d,A組與B組方差分析值P>0.05.;14d的A和B圖方差分析值P>0.05.
心室重塑組(A組) 心室未重塑組(B組)項 目對照組(C組3d 2周3d 2周NF-KB TNF-a Il-1β)0.11±0.05 26.00±7.60 1.73±0.28 0.56±0.22 20.45±5.46 1.65±0.20 0.44±0.20 22.30+8.22 1.59±0.28 0.48±0.11 13.00±4.62 1.39±0.25 0.14±0.04 10.05±5.23 1.27+0.23
表2 NF-KB 相關(guān)性分析
圖1、2:AMI后未重塑患者;圖3:AMI后重塑患者;圖:外周血PBMCs中NF-kB免疫細(xì)胞化學(xué)染色結(jié)果(10×100倍)
急性心肌梗死心肌壞死可繼發(fā)的局部和全身的系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)導(dǎo)致組織損傷和心肌擴(kuò)大及心力衰竭,即不可逆的心室重塑[3]。
NF-κB扮演一個炎癥反應(yīng)和先天免疫的中樞調(diào)節(jié)因子,NF-κB的活性是通過控制細(xì)胞的增殖遷移、細(xì)胞的分化和細(xì)胞的凋亡發(fā)揮作用的。它屬于Rel家族(p50,p52,p65,c-Rel,and RelB),享有保守的Rel同源序列,能形成異源二聚體(p50/p65,p50/p50,或p65/p65),存在于細(xì)胞質(zhì)中。在靜息狀態(tài)下,細(xì)胞質(zhì)中NF-κB是靜止的、無活性的,被IκB抑制。各種刺激包括致炎因子,氧化應(yīng)激,細(xì)菌和病毒產(chǎn)物,或缺氧刺激激活。在NF-κB經(jīng)典的激活通路中,IKK復(fù)合物磷酸化IκB,導(dǎo)致26S蛋白體泛蛋白化和降解,因此暴露NF-κB亞單位上的核定位信號和NF-κB的轉(zhuǎn)錄上調(diào)各種靶基因,參與各種生理和病理過程,包括AMI。AMI發(fā)生后,激活的NF-κB介導(dǎo)了左心室重塑和心功能惡化[4]。事實上,對于NF-κB功能更詳細(xì)功能是不同的亞單位有不同的功能,在這項研究,我們的焦點集中在心梗后NF-κB p50,p50亞單位是通常考慮是NF-κB復(fù)合物的抑制劑[5],因為p50/p50同源二聚體是一直轉(zhuǎn)錄活性的必需的。
許多研究顯示NF-κB是心肌缺血的炎癥反應(yīng)介質(zhì),TOLL受體,它的信號傳導(dǎo)通過NF-κB,而TOLL受體在心肌梗死后左室重塑起中樞性的作用[6,7],通過用IKB酶的磷酸化抑制劑抑制NF-κB的核易位,左室重塑和心力衰竭可以被改善[8],注射有高親和力雙股誘導(dǎo)DAN的阻斷NF-κB,可以減輕大鼠模型的心肌缺血和再灌注損傷[9],F(xiàn)rantz等[10]用 ELISA 等方法對心肌梗死后10周鼠的心肌細(xì)胞NF-κB易位情況的研究表明:在心肌梗死后心肌細(xì)胞中NF-KB慢性并持續(xù)的激活。動物實驗表明NF-κB的活化可以促發(fā)并加劇心肌肥厚、心功能惡化[11]。NF-κB能發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)性的作用,在心肌梗死后心室重塑和心力衰竭中也發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[12]。因此阻斷NF-κB活性被認(rèn)為是一個有前景的阻止有害的心梗后左室重塑途徑。
急性心肌梗死后在體內(nèi)的IL-1β表達(dá)是增加的,心肌壞死部位直接產(chǎn)生白介素-1β炎性因子,負(fù)責(zé)內(nèi)皮系統(tǒng)的激活、白細(xì)胞聚集和炎癥反應(yīng)擴(kuò)大化;IL-1β也可導(dǎo)致非心梗的部位心肌損害[13];并可促進(jìn)心肌纖維化和心肌肥大[14,15]。相應(yīng)地,TNF-a也是增加的,持續(xù)存在的TNF-a導(dǎo)致心肌細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)變和MMPs活性增加,不斷增加的TNF-a,抑制心肌收縮力、誘發(fā)心肌細(xì)胞凋亡和基質(zhì)纖維增生,加劇了心室重塑的進(jìn)程[16]。
本實驗研究表明:正常人PBMC中就有NF-κB的微量表達(dá),NF-κB染色多位于胞質(zhì)中,核染色較少,已證實適量的NF-κB表達(dá)對人體組織的生長和維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定起重要的調(diào)節(jié)作用。AMI患者的外周單個核細(xì)胞的NF-κB表達(dá)在3d明顯高于正常人(見圖),且心室重塑組與未重塑組無差別。這表明,在急性心肌梗死后大量炎癥因子的刺激下,NF-κB與IκB解離,發(fā)生了核移位,促使NF-κB的過度表達(dá)。14d時,AMI后心室重塑組的患者NF-κB顯著高于未重塑患者,兩者比較有統(tǒng)計學(xué)意義,說明NF-κB在AMI后持續(xù)活化激活參與了心室重塑發(fā)生發(fā)展;未重塑組雖已下降,高于正常對照組,但已無統(tǒng)計學(xué)差異;另外,心室重塑組血漿細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β的水平較心室未重塑組、對照組顯著升高,并且NF-κB染色的陽性百分率與細(xì)胞因子 TNF-α、IL-1β的水平顯著正相關(guān),rTNF-α=0.649,P<0.01;rIL-1β=0.535,P<0.01(見表2)。心室未重塑組14d和對照組,核因子與腫瘤因子、白介素相關(guān)性較心室重塑組低,或無相關(guān)性(見表2);這說明心室重塑組激活轉(zhuǎn)錄水平的NF-kB可以促進(jìn)靶基因細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β分泌來參與心室重塑及心力衰竭等病理生理過程。
另外本實驗還發(fā)現(xiàn),58例急性心肌梗死患者,行PCI者35例;發(fā)生左心室構(gòu)(LVRM)的13例,未行冠脈介入術(shù)(PCI)者23例;發(fā)生LVRM的18例;經(jīng)卡方檢驗χ2=9.431,P=0.002,P<0.01。所以兩組重塑發(fā)生率有差別。說明行盡早行PCI、恢復(fù)冠脈重建,有可能減少急性心肌梗死后心室重塑的發(fā)生率。
本實驗采用細(xì)胞免疫細(xì)胞化學(xué)法,比較直觀,可以清楚觀察NF-κB p50,在胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)分布的情況,操作簡便,可同時對NF-κB進(jìn)行定位和半定量檢測。但若對NF-κB精確地檢測采用Western blont或EMSA法。
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