肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6在高血压心肌肥厚大鼠实验中的意义
2024-10-18
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2012年2月第9卷第6期 ・论 著・ 肿瘤坏死因子一o【、白细胞介素一6 在高血压心肌肥厚大鼠实验中的意义 史君 王静 王 星 孙艳宏- 范晓梅1 纳仁高娃1 1.内蒙古医学院基础医学院生理教研室,内蒙古呼和浩特010059;2.内蒙古医学院第一附属医院风湿免疫科, 内蒙古呼和浩特010051 【摘要】目的探讨肿瘤坏死因子一 (TNF一0【)、白细胞介素一6(IL一6)在心肌肥厚大鼠血清和心肌中的表达变化及意 义。方法Wistar大鼠20只,随机分成两组,心肌肥厚组(OG)和假手术组(CG),每组10只。腹主动脉部分缩窄法制 作压力负荷性心肌肥厚大鼠模型,手术后按要求饲养8周后处死,采血并取心肌标本。采用放射性免疫法检测大鼠 血清TNF—Of.、IL一6含量,应用RT—PCR法检测心肌组织中TNF一0【、IL一6 mRNA表达的变化。结果与假手术组比 较,心肌肥厚组血清中TNF一仅、IL一6含量增加(P<0.05);心肌中TNF—Ot、IL一6 mRNA表达增多(P<0.05)。结论 TNF一0【、IL一6参与心肌肥厚的发生和发展过程。 [关键词】肿瘤坏死因子一Q;白介素一6;心肌肥厚 【中图分类号】R542.2 【文献标识码】A 【文章编号】1673—7210(2012)02(c)一0023—03 The signiifcance of tumor necrosis factor-a and interleukin-6 in experiment of myocardium hypertrophy . SHIJunl WANG Jin WANG Xing SUN YanhongL FANXiaomei NAREN GaowaI 1.Physiological Staff Room of Anatomy Department,Inner Mongolia Medical College,Inner Mongolia Autonomous Re,on, Hohhot 010059,China;2.Department of Orthopaedics,the First Amliated Hospital of Inner Mongolia Medical College, Inner Mongolia Autonomous Region,Hohhot 010051,China 【Abstract】Objective To investigate the expression of change and signiifcance about tumor necrosis factor-c ̄(TNF-c0,in— terleukin-6(IL-6)in serum and myocardial of myocardial hypertrophy rats.Methods 20 Wistar rats were randomly divid- ed into two groups:myocardial hypertrophy group(OG)and control group(CG).Each group contained 10 rats.The partila abdominal aorta ligature was used to induce hypertrophy in rats.After surgery,rats were feeded according to the require— ments for eight weeks.then put to death.Blood and myocardial specimens were obtained.TNF—Ot and IL一6 content in serum were detected with radioactive immune method.The expression changes of TNF-ct mRNA and IL-6 mRNA in my— ocardial tissue were detected with RT—PCR method.Results Compared with control group,it was found that in myocardial hypertrophic group the content of TNF-c ̄and IL一6 in serum increased greatly(尸<0.05);the express of myocardial of TNF一0【 mRNA and IL厂6 mRNA increased <0.05).Conclusion TNF- ̄and I【广 play a role in myocardila hypertrophy pathogenesis. [Key words]Tumor necrosis factor—or;Interleukin一6:Myocardila hypertrophy 心肌肥厚主要是由于心脏在长期压力负荷过重的情况 1材料与方法 下.肥大的心肌需氧量增加,而冠状动脉的供血量往往不能 1.1心肌肥厚模型的制备 予以满足.造成心肌缺血从而引起心肌重构,其发生的结构 内蒙古大学实验动物研究中心提供的Wistar大鼠180~ 基础主要是心肌细胞增大和纤维化。它还是心力衰竭的早期 220g 20只,均用标准颗粒性饲料喂养。按照预期实验要求喂 重要病理过程,也是引起心血管疾病发生率和死亡率升高的 养1周后随机分为两组,即心肌肥厚组和假手术组,每组l0 独立危险因素[1】。近年来随着研究的不断深入,发现心肌肥厚 只。参照Anderson方法制作压力负荷性心肌肥厚大鼠模型 的逆转可以降低心血管疾病的危险性嘲,且炎症因子在心肌 [41。假手术组中,利用手术分离大鼠一小段腹主动脉后,穿过 肥厚的形成中具有重要作用[31,因此,心肌肥厚的发生发展机 一消毒手术缝线,但不作结扎,内脏恢复原位后关闭腹腔,继 制显得尤为重要,但迄今各种炎症因子在心肌肥厚发病机制 续饲养。各组大鼠术后按要求饲养8周,以戊巴比妥钠麻醉 中的确切作用尚不完全清楚。本实验就细胞因子中肿瘤坏死 后称重,断头取血,摘取心脏。测取左心室重计算心室重与体 因子一ct(TNF一01)、白细胞介素一6(IL一6)在高血压心肌肥厚大 重比值(LVW/BW)作为心肌肥厚指数。 鼠血清和心肌中的表达变化进行研究, 探讨TNF—Ot和IL一6 1.2动脉收缩压(SBP)的测定 在心肌肥厚中所表达的作用,为今后的研究及治疗提供理论 分别取各组大鼠,将其放人Power Lab系统配备的大鼠 依据。 固定器内。露出鼠尾,将尾根部放在烤灯下加热5~10 min,使 【作者简介】史君(1980一),女,汉族,内蒙古巴彦淖尔人,硕士研究生,讲 鼠尾动脉充分扩张后,将其穿过加压尾套并固定于鼠尾根 师:研究领域:心血管生理。 部,使大鼠尾部腹面正中与Power lab ML125/R(澳大利亚埃 【通讯作者】王静(1981一),女,汉族,内蒙古巴彦淖尔人,硕士研究生,医师。 德仪器有限公司生产)无创尾动脉血压测定分析系统的脉搏 CHINA MEDICAL HERALD中国医药导报 23 ・论 著・ 传感器紧密接触。然后观测系统的脉搏波形,当出现稳定的 脉搏波时即可开始测定血压。动物安静后给尾套充气加压, 可见脉搏波逐渐减小至消失,然后尾套开始放气,鼠套压力 降低,当压力等于收缩压时.开始出现脉搏波,此点的血压值 即动脉收缩压。重复测量3次,取平均值,以kPa表示。 1.3血清TNF一仅、IL-6水平的测定 术后饲养8周处死大鼠,采取断头取血法,抽取4 mL血 样,然后离心分离血清.一20℃保存。测定前先置室温复融,混 匀后,利用4℃3 000 r/min离心5 min,取上清液,严格按试 剂盒说明书进行(分析试剂盒由北京东雅生物技术研究所提 供)加样操作。 1.4 RT—PCR法扩增大鼠TNF-oe及IL-6基因 1.4.1引物设计和合成具体引物由上海申友生物公司合成. 包括:B—actin上游引物5一CAC GAT GGA GGG GCC GGA CTC ATC一3 ;B—actin下游弓f物5 一TAA AGA CCT CTA TGC CAA CAC AGT一3 ;TNF一仅上游引物5 一TGT TGT AGC AAA CCC TCA AG一3 ;TNF—ft.下游引物5 一AAG TAG ACC TGC CCA GAC T一3 :IL一6上游弓I物5 一CAC TCA CCT CTI"CAG AAC GA一3 ;IL一6—F游引物5一TGG CAT TTG CAT TTG TGG rITI’G GGT一3 ,以上使用前均稀释成10 b ̄mo]/L。 1.4.2实验操作步骤取30 mg心肌组织,采用TRIZOL一步 法提取组织总RNA,应用RT—PCR法检测大鼠心肌组织中 IL一6及TNF一0【基因的表达水平。RT—PCR试剂盒购自大连 宝生物公司,按照说明书进行加样操作。PCR产物经琼脂糖 凝胶电泳后,以UVP计算机图像扫描分析系统测定电泳条 带密度值,以13一actin为内参照,计算TNF一仪mRNA及IL一6 mRNA的相对含量,结果以TNF一 、IL一6条带占13-actin条 带密度的百分率(%)表示。 1.5统计学方法 利用SPSS 13.0统计分析软件,经半定量处理后的实验 结果以均数±标准差( )表示,组间比较采用配对t检验,确 立检验水准ct=0.05,以P<0.05为差异有统计学意义。 2结果 2.1心肌肥厚大鼠收缩压和心指数的变化 与假手术组比较,心肌肥厚组术后8周动脉收缩压升高 (P<0.05),心指数明显增加(P<0.05)。见表1。 表1 心肌肥厚组和假手术组SBP、LVW/BW的变化( ±5。n=10 注:与假手术组比较._P<0.05 2.2心肌肥厚大鼠血清中TNF一仅、IL一6含量变化 腹主动脉部分结扎手术后8周,血清TNF一 、IL一6含量 增加,与假手术组比较,差异均有统计学意义(均P<O.05)。 见表2。 表2心肌肥厚组和假手术组TNF--ct、IL-6血清含量的变化( 。n=lO) 注:与假手术组比较. <0.05 24 中国医药导报CHlNA MEDICAL HERALD 2012年2月第9卷第6期 2.3心肌肥厚大鼠心肌TNF-ot、IL-6 mRNA表达的变化 PCR产物在1.5%琼脂糖凝胶上电泳.以反应条带在图 像分析系统内行吸光度扫描进行半定量分析.IL一6 mRNA及 TNF—OI,mRNA的相对含量用两者条带积分的灰度值与其相 应的13一actin的灰度值之比表示。与假手术组比较,心肌肥厚 组心肌的IL一6 mRNA及TNF一 mRNA表达增加(P< 0.05)。见表3。 表3 RT—PCR检测两组心肌IL一6及TNF—a mRNA结果(元 。n=10) 注:与假手术组比较.1P<O.05 3讨论 3.1成功构建心肌肥厚大鼠模型 心肌肥厚是指心肌细胞体积增大和心肌纤维增生[51.是 心脏对机械牵张和神经体液刺激的一种主要反应同。心肌肥 大起初是一种对负荷增加或损伤的代偿,但持续性心肌肥大 则最终会因心功能失常而导致心力衰竭。因此探讨其机制非 常重要。本实验参照Anderson方法制作压力负荷性心肌肥 厚大鼠模型,选取造模8周时进行数据研究。据文献报道[7-9], 造模4周时心肌肥厚模型已经建成,造模8周时模型比较稳 定。笔者在前期的实验中分别通过造模4周和8周观察到心 肌肥厚组心肌细胞弥漫性肥大,畸形、核大、深染,心肌纤维 走行紊乱,间质增生。本实验结果显示心肌肥厚组SBP和 LVW/BW显著升高,说明成功制备心肌肥厚大鼠模型 3.2心肌肥厚大鼠血清和心肌中TNF--(3./、IL-6的水平变化 及意义 TNF一仅是炎性细胞因子之一,其具有多种效应.目前认 为TNF一仪可以诱导心肌肥厚【l01。TNF—Ot对心肌的作用复杂 多样,可致心肌细胞凋亡[1l】,也可引起心肌细胞肥大㈣。TNF 对胶原纤维的生成和降解进行双向调节[13-151。据报道[10-11】在体 外培养的乳鼠和成年猫科动物的心肌细胞中.TNF—ft,可诱导 心肌肥大。王桂君等【 q研究结果显示100 ,L TNF—OI.能够诱 导心肌肥大,表现为蛋白合成、蛋白含量以及细胞体积增大. 并增加心肌细胞内Ca 浓度。IL一6也是一种炎性细胞因子, 可致心肌细胞肥大,还有抗凋亡的作用。体外实验中IL一6可 直接引起心肌成纤维细胞胶原合成的增加。Flesh等㈣在机械 张力刺激的实验中观察到中等程度的拉长心肌细胞时IL一6 轻微增加,20 min后TNF—Or.无变化,60 min后IL一6也不再 变化,而在心肌细胞严重拉长时则导致TNF一仅、IL一6逐渐增 加至较高水平,同时TNF一0【、IL一6受体表达也增多。转基因 小鼠出现明显的心肌肥厚,条件是在心脏同时过表达IL一6 和IL一6受体。综上所述,炎症因子TNF—ol、IL一6参与心肌肥 厚过程,但这些研究多集中于离体心脏或培养的心肌细胞层 面,而炎症细胞因子在疾病过程中对心脏肥大的实际效应以 及在体外实验和整体动物中的参与程度和方式会有不同。本 实验从整体水平出发,参照Anderson方法制作压力负荷性 心肌肥厚大鼠模型,选取TNF一0【、IL一6两种炎症细胞因子. 观察它们在心肌肥厚大鼠血清和心肌中的表达变化。结果显 示,与假手术组比较,心肌肥厚组大鼠血清TNF—Ot、IL一6含 量增加(P<0.05);肥厚心肌中TNF一0【、IL一6 mRNA表达增 2012年2月第9卷第6期 论 著 加(P<0.05)。提示TNF一0【、IL一6参与心肌肥厚的发生发展。 dants on neonatal rat cardiac myocyte hypertrophy induced by tumor 其机制可能是:缩窄大鼠腹主动脉致心肌后负荷增加,从而 使心脏做功增加,耗氧增多,代谢产物堆积,同时心脏神经体 液等因素的激活使核因子一KB(NF—KB)、活化蛋白一l(AP一 necrosis factor~alpha and angiotensin II[J].Circulation,1998,98(8): 794—799. 【11]Krown KA,Page MT,Ngnyen C,et a1.Tumor necrosis factor alpha—in. duced apoptosis in cardiac myocytes.Involvement of the sphingolipid 1)、信号转导活化转录因子(STAT)活化[阍。可产生一些细胞 因子及无菌性炎症,其中包括TNF一0l及IL一6的增加。而 TNF一 及IL一6在心肌细胞上的异常表达,可刺激各种生长 signaling cascade in cardiac cell death叨.J Clin Invest,1996,98 (12):2854—2865. [12】Yokoyama T。Nakano M,Bednarczyk儿,et a1.Tumor necrosis factor— alpha provokes a hypertrophic growth response in adult cardiac my— 因子[19- ̄的表达,这些生长因子作用于心肌细胞,促使其肥大l 2l_。 实验中还观察到血清和心肌中TNF一仪、IL一6水平均升高,变 化一致,可能是压力负荷增加导致心肌中TNF—ot、IL一6 mR— NA转录及蛋白质合成增加,使得进入血液循环的TNF—ot、 IL一6增多,进一步刺激心肌肥厚产生。因此.从本实验的观 ocytes[J】_Circulation,1997,95(5):1247—1252. 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