摘要
背景和目的：随着社会竞争日益激烈，生物、心理和社会应激原导致的健康问题频发。本研究旨在模拟人类精神压力-应激状态，使大鼠每日接触不少于3种不可预测刺激，并结合独笼饲养建立精神压力-应激大鼠模型。在前期研究已证实精神压力-应激可致大鼠心肌纤维化的基础上，观察随着应激原作用时间的积累，心肌细胞铁死亡和炎症反应指标在精神压力-应激大鼠心肌纤维化过程中的变化，探讨铁死亡和炎症反应参与精神压力-应激致大鼠心肌纤维化的可能机制。 方法：80只SD大鼠经过7天的适应性喂养，随机分配到非应激组和应激组各40只，应激组和非应激组内各自再随机均分四组，应激组分别接受2周、4周、8周和12周独笼饲养并施加难以预测的应激原以建立精神压力-应激大鼠模型。非应激组按照5只一笼正常饲养作为对照。通过观察大鼠体重的增减和行为学试验得分变化评估建模是否成功。达到建模期限后，对同时期所有大鼠进行腹主动脉采血，随后摘取心脏检测实验指标。其中，将部分左室组织包埋成石蜡切块，切片后行HE染色观察组织炎症反应，Masson染色观察心肌组织胶原纤维增生情况，免疫组化染色测定肿瘤抑制蛋白p53（p53）和α-平滑肌激动蛋白（α-SMA）表达水平。部分左室心肌组织研磨成心肌组织匀浆，比色法检测组织铁、丙二醛（MDA）、谷胱甘肽（GSH），qPCR法检测谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4），ELISA法检测组织白介素-6（IL-6）。留取的大鼠血清用ELISA法检测血清IL-6和半乳糖凝集素-3（Galectin-3）。 结果：1.大鼠一般情况、体重和行为学监测：建模过程中，应激组大鼠的状态由易激惹逐渐向淡漠迟钝转变；建模2周起，应激组大鼠体重增长较非应激组相对缓慢且明显低于非应激组（P＜0.001）；分别在建模2周和建模4周时，应激组大鼠的蔗糖水偏好率和旷场试验评分开始低于非应激组（P＜0.05）；各非应激组大鼠的一般状态、旷场试验评分、糖水偏好率与建模前均无明显变化。 2.组织形态学观察结果：在光镜下观察大鼠心肌组织Masson染色后的切片可见，随着应激原作用时间的延长，各非应激组大鼠的心肌组织无明显变化；应激组大鼠自建模4周开始，镜下可见心肌间质出现胶原纤维增生，呈蓝色杂乱分布于心肌纤维之间。大鼠心肌HE染色后在光镜下可见，随着应激原作用时间的延长，非应激组大鼠的心肌组织无明显变化；与非应激组相比，应激组大鼠建模4周时，可见心肌细胞排列疏松，细胞间隙增大，细胞间质炎症细胞增多；建模8周至12周，心肌细胞排列愈加疏松、紊乱，细胞间质炎症细胞增多更为明显。 3.心肌组织铁死亡相关标志物测定：建模2周时，与非应激组大鼠心肌组织测定的标志物相比，应激组MDA含量升高，GSH含量和GPX4mRNA表达均降低（P＜0.05），心肌组织铁含量和p53表达未见明显改变（P＞0.05）；建模4周至建模8周，组间GSH和GPX4mRNA差异仍存在（P＜0.05）。同时，建模4周时，应激组大鼠p53表达明显高于非应激组（P＜0.05），MDA含量组间差异更为明显（P＜0.001）。建模8周时，与非应激组相比，应激组大鼠组织铁含量升高（P＜0.05）；建模8周至建模12周，心肌组织铁、MDA、GSH、GPX4mRNA、p53差异在应激组与非应激组之间仍持续存在（P＜0.05），与此同时，GSH含量在应激组已显著降低，与非应激组相比差异显著（P＜0.001）。 4.血清和心肌组织炎症标志物测定：建模2周时，应激组大鼠血清和组织IL-6含量相比非应激组无显著变化（P＞0.05）；建模4周时，应激组大鼠血清和组织IL-6明显高于非应激组（P＜0.05）；建模8周时，应激组大鼠组织IL-6含量较非应激组升高更为显著（P＜0.001）；到建模12周，应激组大鼠血清IL-6含量与同时期非应激组相比也出现显著升高的趋势（P＜0.001）。 5.大鼠心肌组织纤维化标志物测定：建模2周时，应激组大鼠血清Galectin-3含量和心肌组织α-SMA表达未见明显增加（P＞0.05）；建模4周至建模8周，与非应激组相比，血清Galectin-3含量和心肌组织α-SMA表达明显增加（P＜0.05）；建模8周至建模12周，应激组与非应激组大鼠血清Galectin-3含量之间的差异仍持续存在（P＜0.05），同时，从建模8周开始，应激组大鼠心肌组织α-SMA表达增加较非应激组相比更为显著（P＜0.001）。 结论：精神压力-应激可以导致大鼠心肌细胞发生铁死亡，并引发其全身炎症反应。心肌细胞铁死亡和全身炎症反应共同参与了精神压力-应激所致大鼠心肌纤维化的发生发展过程。
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