摘要
目的:心力衰竭的发病率近十年明显增高,冠状动脉左前降支被结扎后的缺血刺激,氧化应激等均会导致大量凋亡因子的释放,从而导致心肌细胞的坏死及启动心肌细胞的凋亡。近几年的研究表明,心肌细胞的凋亡和氧化在心衰的发生发展中发挥着重大作用,而心肌细胞形态和功能的最终丧失是心脏走向代偿失调的根本原因。硫化氢是人们发现的第三个重要内源性气体信号传导分子,在心血管系统中具有促进血管新生、抑制心肌重构、保护心肌等功能。但由于它不稳定易挥发难以准确给药等弊端,导致其在临床上很难发展。而内源性硫化氢的供体炔丙基半胱氨酸(SPRC)可调节内源性硫化氢的生成,抑制心肌细胞凋亡和左心室重构,对心肌梗死的发生有预防和治疗作用。它属于生物药剂学分类系统(BCS)I类药物,具有高溶解度和高渗透性,转运机制为膜孔转运,口服吸收较好,适合开发为口服给药制剂。但SPRC半衰期较短并具有刺激性气味,为延长其在体内作用时间,产生更稳定更持久的H2S,并降低刺激性,我们改进了剂型,使用尤特奇RS30D作为载体制备SPRC缓控释剂(CR-SPRC),并探讨CR-SPRC对大鼠心肌梗死后心力衰竭的保护作用及相关分子机制,同时也初步探究血管新生在CR-SPRC心脏保护作用中可能扮演的角色。 方法:体外采用模拟人工胃测缓释曲线,体内使用药代动力学方法测24小时的血药浓度。主实验是制备心衰模型进行药效和机制的探究:采用结扎大鼠冠状动脉左前降支制备急性心肌梗死模型,结扎术后心梗的大鼠通常于术后2周时发生心力衰竭(HF)。我们将术后48h存活大鼠随机分为以下7组并给药6周:(1)Sham组;(2)HF组;(3)HF+SPRC组;(4)HF+CR-SPRC组;(5)HF+CR-SPRC+炔丙基甘氨酸(PAG)组;(6) HF+PAG组;(7) HF+Digoxin阳性药组。治疗期间观察大鼠的体重变化及存活率,6周后进行超声心动图检查,测定LVID、LVPW、LVAW、EF、FS等指标。并经右颈总动脉插管,采用硫酸钡造影法观测心脏的血管数量。采用TTC染色法和Masson染色法检测心脏梗死面积及心肌纤维化面积。取血浆测H2S浓度,取左室梗死周边区和血浆测SOD、CK、CAT及GSH的水平。通过Western blot观察CR-SPRC对凋亡存活相关因子(bcl-2、bax、caspase-3、caspase-9),ST2信号通路以及胱硫醚-Υ-裂解酶(CSE)蛋白表达的影响。 结果:CR-SPRC在体内体外都能够缓慢释放,体外8小时释放完全,体内6小时达到峰值。CR-SPRC能明显提高大鼠的存活率,降低心衰大鼠的心脏梗死面积及左室纤维化面积。同时CR-SPRC能提高左室射血分数,降低左室内径指数,提高心衰大鼠的心功能。CR-SPRC亦能促进心脏中的血管新生,尤其能促进结扎部位周围的血管的形成。CR-SPRC这一系列的心脏保护作用皆优于普通SPRC。CR-SPRC可以增加血清中H2S浓度,以及梗死周边区中CSE蛋白表达,且作用强度高于普通SPRC。在抗氧化及抗凋亡的保护机制方面,CR-SPRC可抑制细胞的CK漏出,并维持GSH,CAT和SOD等抗氧化酶的水平;CR-SPRC对心脏梗死周边区中凋亡相关因子bax、caspase-9和caspase-3有显著的抑制作用。另外,CR-SPRC还能够降低梗死心脏中危险因子ST2的表达,并调控下游的MAPK及Akt信号通路。 结论:实验结果显示CR-SPRC对心力衰竭大鼠有显著的心脏保护作用,并且保护作用优于普通SPRC,为硫化氢介导的药物治疗提供了一个崭新的研究方向。