TXNIP介導的心肌微血管內皮細胞NLRP3炎性小體活化在心肌缺血再灌注損傷中的機制研究.pdf

1、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病是冠狀動脈血管發(fā)生動脈粥樣硬化病變而引起血管腔狹窄或阻塞，造成心肌缺血、缺氧或壞死而導致的心臟病，常常被稱為“冠心病”。世界衛(wèi)生組織將冠心病分為5大類：無癥狀心肌缺血（隱匿性冠心病）、心絞痛、心肌梗死、缺血性心力衰竭（缺血性心臟?。┖外?種臨床類型。致死率極高，危害極大。
　　現(xiàn)有的研究表明，它的發(fā)生、發(fā)展和高血壓、高血糖、肥胖等多種因素密切相關。目前針對冠心病的治療，主要包括藥物治療、手術治療及溶栓治療

2、。隨著動脈搭橋術、溶栓療法、經皮腔內冠脈血管成形術等方法的建立和推廣應用，多數情況下，缺血后再灌注可使組織器官功能得到恢復，損傷的結構得到修復，患者病情好轉康復；但有時缺血后再灌注，不僅不能使心肌功能恢復，反而加重心肌的功能障礙和結構損傷。此外，心肌梗死面積與再灌注損傷的程度密切相關。那么心肌缺血再灌注損傷的機制是什么呢？
　　最近的研究表明在體外實驗中揭示了在心肌微血管內皮細胞中能夠表達NLRP3，但是在心肌細胞中幾乎不表達NL

3、RP3。同樣的，在心肌微血管內皮細胞的模擬缺血再灌注損傷中NLRP3炎性小體被激活，但是在心肌細胞中卻沒有被激活。此外，在心肌微血管內皮細胞的模擬缺血再灌注損傷中能夠加強TXNIP和NLRP3相互作用。除此之外，在心肌微血管內皮細胞中TXNIP siRNA能夠降低NLRP3炎性小體的激活和模擬缺血再灌注帶來的損傷，這也將作為衡量LDH的釋放以及caspase-3的活性。在心肌微血管內皮細胞ROS的清除劑能夠從NLRP3上解離TXNIP并

4、且阻斷NLRP3炎性小體的活性。活性氧在心肌缺血再灌注損傷中發(fā)揮了重要作用，但是NLRP3在心肌缺血再灌注損傷中的功能鮮有報道。綜上所述，我們提出了在心肌微血管內皮細胞中TXNIP介導的NLRP3炎性小體激活作為心肌缺血再灌注損傷的一個機制。阻斷TXNIP/NLRP3信號來抑制NLRP3炎性小體的激活也許為緩和心肌缺血再灌注損傷能提供新穎的治療。
　　TXNIP能夠直接結合TRX，并抑制TRX的活性，直接參與到氧化應激中，有文獻研

5、究表明：干涉TXNIP后，能夠減輕缺血再灌注損傷。但TXNIP激活機制不清楚。根據對相關文獻的查閱，我們認為：在缺血再灌注損傷中存在以下通路：缺血再灌注損傷導致ROS大量釋放，引起TXNIP與TRX分離，進而活化了NLRP3炎性小體。ASC為NLRP3與Caspase1之間的相互作用起到了橋梁的作用，使得NLRP3對炎癥反應的激活和繼發(fā)的IL-1β和IL-18過分泌及表達水平增加起到重要作用，加劇了缺血心肌的炎癥反應。但是，TXNIP是

6、如何活化NLRP3的？以及NLRP3在缺血再灌注損傷中的功能目前尚不清楚。為此，本研究小組進行下列的研究工作。
　　目的：在動物模型和細胞模型上探討NLRP3炎性小體和TXNIP在小鼠心肌缺血再灌注損傷中的作用和機制，為治療心肌缺血在灌注損傷提供新的機制。
　　方法：將C57BL/6小鼠隨機分為對照組和BAY11-7028(NLRP3抑制劑)組、TXNIP siRNA組、NLRP3 siRNA組，每組中一半小鼠通過心肌缺血再

7、灌注法構建缺血再灌注(IR)模型，其余接受假手術處理。BAY11-7028組術前10min腹腔注射BAY11-7028。造模成功后對小鼠進行評分，2，3，5，一氯化三苯基四氮唑染色，并計算缺血梗死面積，HE染色觀察病理變化，TUNEL染色觀察各組心肌凋亡情況，Western Blot檢測小鼠心肌組織NLRP3蛋白、TXNIP蛋白表達，ELISA檢測小鼠腦組織中 IL-1β、IL-18濃度。在心肌微血管內皮細胞和心肌細胞中也用Wester

8、n Blot檢測細胞模擬缺血再灌后NLRP3蛋白、TXNIP蛋白表達，ELISA檢測其中IL-1β、IL-18濃度。
　　結果：各組IR小鼠心肌損傷程度均重于假手術小鼠，但是對照組IR小鼠心肌損傷程度比BAY11-7028組嚴重。HE染色和TUNEL染色顯示，IR小鼠心肌組織出現(xiàn)明顯損傷，心肌凋亡數量明顯增多，BAY11-7028可減輕IR造成的病理損傷程度。與對照組相比，BAY11-7028組的心肌組織NLRP3蛋白表達明顯受到

9、抑制并且IL-1β、IL-18的分泌顯著性降低(P<0.05)，TXNIP siRNA組、NLRP3 siRNA組也減輕IR造成的病理損傷程度及IL-1β、IL-18升高程度明顯降低(P<0.05)。在心肌細胞中沒有明顯的變化，但是在心肌微血管內皮細胞模擬缺血再灌注中與動物水平結果一致。
　　結論：
　　1.發(fā)現(xiàn)NLRP3炎癥小體在小鼠心肌缺血再灌注模型中異常活化。
　　2.心肌缺血再灌注損傷導致ROS大量釋放，促進N