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编号:10271311
血管紧张素Ⅱ对心肌梗塞大鼠成纤维细胞的核酸、胶原合成影响的研究
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 1999年第1期
     作者:申景平 雷立权 高广道 李瑞峰 李 炯 张庆殷

    单位:申景平 李瑞峰 山东医科大学病理生理教研室(济南 250012);雷立权 高广道 李 炯 西安医科大学病理生理教研室;张庆殷 山东医科大学附属医院

    关键词:心肌梗塞;血管紧张素Ⅱ;成纤维细胞

    中国病理生理杂志990102 摘 要 目的和方法:本实验利用酶法分离、培养成年大鼠心肌成纤维细胞(Fbs),观察了血管紧张素Ⅱ(Ang Ⅱ)在不同处理因素下对Fbs的3H-TdR、14C-UR、3H-Pro掺入率的影响。结果:在相同浓度(10-7mol/L)Ang Ⅱ作用下,MI组Fbs对上述3种标记底物的掺入率均显著高于假手术(SO)组(P<0.05)。Ang Ⅱ的上述作用,可被特异性Ang Ⅱ拮抗剂[1.8]Ang Ⅱ和血管紧张素抗肽(Ang-AP)完全阻断,却不能被Losartan完全阻断。结论:Ang Ⅱ可直接作用于心肌Fbs,促进Fbs的DNA、RNA和胶原蛋白的合成。MI组大鼠Fbs对Ang Ⅱ反应性显著高于SO组,介导Ang Ⅱ对Fbs的作用除AT1外,可能还有其他机制参与。
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    Effect of angiotensin Ⅱ on the syntheses of DNA, RNA and collagen

    protein in isolated fibroblasts from myocardium-infarcted rats

    SHEN Jing-Ping, LEI Li-Quan, GAO Guang-Dao, LI Rui-Feng, LI Jiong, ZHANG Qing-Yin

    Department of Pathophysiology, Shandong Medical University, Jinan (250012)

    Abstract AIM and METHOD: Isotope-labelled substrate incorporation method was used to investigate the effect of angiotensin Ⅱ(Ang Ⅱ) on the syntheses of DNA, RNA and collagen protein of isolated fibroblasts(Fbs) from myocardial infarction (MI) and sham operated (SO) rats in different conditions. RESULTS: The incorporating rates of 3H-thymidine, 14C-uridine and 3H-proline of Fbs from MI group were significantly higher than that of SO group, respectively. These effects of Ang Ⅱ on Fbs were abolished completely either by angiotensin antagonists, 1.8Ang Ⅱ, or by angiotensin antipeptide. On the other hand,angiotensin receptor antagonist, losartan, can not thoroughly eliminate the above-mentioned effects of Ang Ⅱ. CONCLUSIONS: (1) Ang Ⅱ promoted the syntheses of DNA, RNA and collagen protein in Fbs; (2) The responsiveness of Fbs to Ang Ⅱ from MI rats was higher than that of normal rats; (3)AT1 receptor is not the only substype which regulates the action of Ang Ⅱ to Fbs metabolism.
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    MeSH Myocardial infarction; Angiotensin Ⅱ; Fibroblasts

    近年来的研究表明,决定心肌梗塞(myocardial infarction, MI)后心脏功能和病人预后的主要因素是左室改建(left ventricular remodeling, LVR),即MI后发生的,以左室为主的空间构型、组织结构、机能与代谢、基因表达与调控等一系列改变的病理过程。其突出特点为非梗塞区心肌肥大和左室腔扩大[1]。心脏局部的肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system, RAS),尤其是血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ, Ang Ⅱ)在MI后左室重构的发生、发展过程中起着重要作用[2]。值得注意的是,左室改建除与心肌Ang Ⅱ水平升高有关外,是否还与心脏间质细胞对Ang Ⅱ的反应性升高有关?为此,本研究通过分离、培养心肌梗塞大鼠心肌成纤维细胞(fibroblasts, Fbs),对上述问题进行探讨。
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    材料与方法

    (一)实验分组:选用体重220~260 g的雌性SD大鼠(本校实验动物中心提供),随机分为MI组和假手术(sham-operation, SO)组。

    (二)复制大鼠MI模型:MI模型复制采用本室已建立的方法[3]:在乙醚麻醉下,于左侧第四肋间开胸,迅速挤出心脏,MI组结扎左冠状动脉主干根部,SO组在相同部位穿线,但不结扎,术后喂养6周。

    (三)成年大鼠心肌成纤维细胞分离培养:参照Brilla等的方法[4]。在无菌条件下,取大鼠心脏,去掉心房组织、大血管、心包及梗塞区,将心肌剪碎成约1 mm×1 mm×1 mm小块,加含有0.1%胰蛋白酶和0.1%胶原酶Ⅰ型(Sigma)无钙Hanks液,37℃水浴消化,弃去第一次消化所得细胞悬液,收集其余各次所得细胞悬液,离心,弃上清,将细胞转移至含10%小牛血清和双抗(青霉素和链霉素)的Eagle(Sigma)培养基中,用贴壁法分离、纯化Fbs,按107 cells/L浓度,接种培养。48 h后轻轻倒弃培养液,用不含小牛血清的Eagle培养液轻轻冲洗2遍,再加入1 mL不含小牛血清的培养基继续培养24 h,再一次行细胞计数,加入各处理因素(见下述),于24 h后终止培养,进行处理测量。本实验所用Ang Ⅱ(Sigma)浓度为10-7 mol/L,而其阻滞剂1.8Ang Ⅱ(Sigma)和血管紧张素抗肽(Ang-AP)(Sigma),以及1型Ang Ⅱ受体(AT1)特异性阻滞剂Losartan(Los,纽约医学院Anversa实验室惠赠)浓度均为10-6mol/L[5,6]
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    (四)DNA、RNA和胶原合成率的测定:用3H-胸腺嘧啶核苷(3H-thymidine,3H-TdR)(3.7×1010Bq/L,中国原子能研究院),14C-尿嘧啶核苷(14C-uridine,14C-UR)(0.37×1010Bq/L中国医学科学院放射医学研究所)和3H-脯氨酸(3H-proline,3H-Pro)(3.7×1010Bq/L,中国原子能研究院)掺入率来反映Fbs的DNA、RNA及胶原的合成率。同位素标记物的用量分别为:3H-TdR,1.0 3.7×104 Bq培养瓶;14C-UR,0.1 3.7×104 Bq培养瓶;3H-Pro,1.0 3.7×104 Bq培养瓶。具体方法同文献报道[5]。用均相法进行液闪测量,并通过内标准源法进行淬灭校正,计算出各样本3H和14C的实际衰变率(dpm/104cells)。由于成纤维细胞胶原代谢率较慢,故3H-Pro掺入率较低,为了降低测量误差,每份样本测量时间均在10 min以上,结果以counts*min-1/104cells表示。测量误差<±5%。
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    (五)统计处理:实验数据均用均数±标准差(±s)表示。采用多样本均数两两比较的方差分析,方差不齐者用变量变换。

    结 果

    不同处理因素对培养心肌Fbs的DNA、RNA和胶原合成率的影响:

    如表1~3所示,相同浓度(10-7mol/L)的Ang Ⅱ,均显著地提高SO组和MI组Fbs的3H-TdR、14C-UR和3H-Pro掺入率(P<0.05),而且对MI组Fbs的作用又显著大于SO组(P<0.05)。Ang Ⅱ的作用可被1.8Ang Ⅱ和Ang-AP完全阻断,而Losartan不能完全阻断Ang Ⅱ的作用,表现为该处理组3H-TdR、14C-UR及3H-Pro的掺入率均显著低于Ang Ⅱ组(P<0.05)。但仍显著高于磷酸盐缓冲液(phosphate buffer solution, PBS)对照处理组。结果还显示,Ang Ⅱ+Los处理组,MI组的上述3种底物掺入率仍显著高于SO组(P<0.05)。
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    表1 Ang Ⅱ对Fbs的3H-TdR掺入率的影响(counts*min-1/104cells)

    Tab 1 The effect of Ang Ⅱ on the incorporating rate of 3H-TdR in fibroblasts of rats (±s,n=6)

    PBS

    Ang Ⅱ

    (10-7mol/L)

    Ang Ⅱ+Los

    (10-6mol/L)
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    Ang Ⅱ+1.8Ang Ⅱ(10-6mol/L)

    Ang Ⅱ+Ang-AP

    (10-6mol/L)

    SO

    11775±1049

    18262±1821

    15769±1035

    12280±1124

    11754±961

    MI
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    12436±820

    21531±1634*△

    18180±1153*△

    12861±993

    12758±939

    P<0.05, vs SO group; △P<0.05, vs PBS group; Los=Losartan;PBS=phosphate buffer solution表2 Ang Ⅱ对Fbs的14C-UR掺入率的影响(counts*min-1/104cells)

    Tab 2 The effect of Ang Ⅱ on the incorporating rate of 14C-UR in fibroblasts of rats (±s,n=6)
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    PBS

    Ang Ⅱ

    (10-7mol/L)

    Ang Ⅱ+Los

    (10-6mol/L)

    Ang Ⅱ+1.8Ang Ⅱ(10-6mol/L)

    Ang Ⅱ+Ang-AP

    (10-6mol/L)

    SO

    5614±311
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    8958±766

    6422±343

    5632±354

    5293±274

    MI

    5945±258

    10758±856*△

    7168±326*△

    6052±280

    5828±336

    P<0.05, vs SO group; △P<0.05, vs PBS group表3 Ang Ⅱ对Fbs的3H-Pro掺入率的影响(counts*min-1/104cells)
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    Tab 3 The effect of Ang Ⅱ on the incorporating rate of 3H-Pro in fibroblasts of rats (±s,n=6)

    PBS

    Ang Ⅱ

    (10-7mol/L)

    Ang Ⅱ+Los

    (10-6mol/L)

    Ang Ⅱ+1.8Ang Ⅱ(10-6mol/L)
, 百拇医药
    Ang Ⅱ+Ang-AP

    (10-6mol/L)

    SO

    55±7

    104±11

    74±7

    52±4

    62±8

    MI

    65±8

    149±13*△

, 百拇医药     92±8*△

    70±6

    61±6

    P<0.05, vs SO group; △P<0.05, vs PBS group讨 论

    本实验结果显示,Ang Ⅱ对分离自正常心肌以及MI后肥大心肌的Fbs,均显示出刺激其核酸及胶原蛋白合成的作用,而且在相同浓度的Ang Ⅱ(10-7mol/L)的作用下,MI后肥大心肌中的Fbs 3种标记底物的掺入率,分别比SO组增加17.9%、20.1%和43.3%(P<0.05)。提示:MI后肥大心肌中的Fbs对Ang Ⅱ的反应性明显增加。

    我室以往的工作表明,在MI后相当长时间内(6周),心肌中Ang Ⅱ含量保持在较高水平,而外周血Ang Ⅱ则变化不明显[7]。在MI后35 d,存活心肌间质细胞活化百分数增高,间质胶原无论是“质”还是“量”,均有明显改变。血管紧张素转换酶抑制剂(angiotensin-converting enzyme inhibitor, ACEI)干预可使这些改变部分逆转[8]。这说明激活的RAS可能参与了MI后心肌细胞外间质(extra-cellular matrix, ECM)改建的发生和发展。本研究在此基础上进一步证明,心脏局部RAS在MI后心脏ECM改建中的作用,不仅与Ang Ⅱ增多对Fbs的直接作用,还与Fbs对Ang Ⅱ反应性增高有关。有意思的是,Losartan在10-6mol/L时并不能完全阻断Ang Ⅱ对Fbs的作用,提示Ang Ⅱ促进Fbs增殖和胶原蛋白合成的作用,可能还与AT1受体以外的因素有关,新近有人报道,AT2具有介导Ang Ⅱ抑制胶原酶活性、促进胶原合成、阻止胶原降解等作用,而且Losartan在10-5mol/L也不能完全阻断Ang Ⅱ对Fbs的作用,只有同时应用AT2受体阻滞剂PD123117(10-5mol/L)时,才可完全阻断Ang Ⅱ的作用[9]。但AT2是否也参与MI后心脏ECM的改建,尚不清楚。值得注意的是,MI后42天,肥大心肌中的Fbs对Ang Ⅱ还保持较高的反应性,这可能与MI后心肌Ang Ⅱ含量在相当长时间内保持在高水平,持续作用于Fbs,“致敏”Fbs上Ang Ⅱ受体有关。
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    *国家“八五”攻关和国家自然科学基金资助

    参考文献

    1 Yamagishi H, Kim S, Nishikimi T, et al. Contribution of cardiac renin-angiotensin system to ventricular remodeling in myocardial-infarcted rats. J Mol Cell Cardiol, 1993, 25:1369.

    2 Blaufarb IS, Sonnenblick EH. The renin-angiotensin system in left ventricular remodeling. Am J Cardiol, 1996, 77:8C.

    3 雷立权,韩启德.大鼠实验性心肌梗塞后左室局部心肌肥大的建立过程及定量分析方法的探讨.陕西新医药,1984,13(1):55.
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    4 Brilla CG, Zhou GP, Matsubara L, et al. Collagen metabolism in cultured adult rat cardiac fibroblasts:response to angiotensin Ⅱ and aldosterone. J Mol Cell Cardiol, 1994, 26:809.

    5 田 斌,高广道,曹治平,等.血管紧张素Ⅱ刺激肥大心肌细胞和心肌成纤维细胞核酸蛋白质及胶原合成.中国病理生理杂志,1995,11(5):450.

    6 Feolde E, Vigne P, Frelin C. Angiotensin Ⅱ receptor subtypes and biological responses in the rat heart. J Mol Cell Cardiol, 1993, 25(11):1359.
, 百拇医药
    7 雷立权,田 斌,高广道,等.心肌梗塞后心脏局部和循环肾素——血管紧张素系统的变化.西安医科大学学报,1994;15(4):314.

    8 黄 英,雷立权,刘秉慈,等.开搏通对心肌梗塞大鼠心肌胶原生化改建影响的研究.中国病理生理杂志,1996,12(4):341.

    9 Matsubara L, Brilla CG, Weber KT. Angiotensin Ⅱ-mediated inhibition of collagenase activity in cultured cardiac fibroblasts. FASEB J, 1992, 6:A941.

    收稿日期:1997年3月12日

    修稿日期:1997年6月23日, 百拇医药