Apelin-13对压力超负荷诱导的大鼠心肌纤维化TGF-β1/Smads通路的影响及机制

目的 观察Apelin-13对压力超负荷所致大鼠心肌纤维化TGF-β1/Smads通路的影响并探讨其可能的机制。 方法 将40只成年雄性SD大鼠随机分成四组：假手术组(Sham组)、模型组(AOB组)、Apelin-13组、SB431542组，每组10只。假手术组只游离但不结扎腹主动脉，剩余三组于左肾上方行腹主动脉缩窄术建立压力超负荷模型。术后第3日开始给予干预措施，通过腹腔注射方式分别Apelin-13组给予Apelin-13100μg/(kg·d)，SB431542组给予SB431542100μg/(kg·d)，Sham组及AOB组则腹腔注射生理盐水100μg/(kg·d)。4周后计算各组心脏指数(H/B)和左室质量指数(left ventricular mass index，LVMI)，生理记录仪检测血液动力学参数，Masson染色观察心肌组织形态、胶原容积分数(conagenvohimefraction，CVF)；ELISA法测定大鼠TGF-β1水平；western blotting法检测TGF-β1、Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维蛋白的表达情况RT-PCR检测心肌Smad3、Smad7mRNA表达量的变化。 结果 1、各组心脏指数和左室质量指数的比较：与假手术组比较，模型组大鼠心脏指数(H/B)和左室质量指数(LVMI)显著升高(P<0.05)；与模型组比较，Apelin-13组、SB431542组心脏指数(H/B)和左室质量指数(LVMI)均显著降低(P<0.05)，其中Apelin-13组降低更明显。 2、各组血流动力学指标比较：与假手术组比较，模型组左室收缩压（LVSP）、等容收缩期左室内压最大上升速率（+dp/dtmax）及等容舒张期左室内压最大下降速率（-dp/dtmax）均显著降低(P<0.05)，左室舒张末压（LVEDP）则显著增加(P<0.05)；Apelin-13及SB431542处理组LVSP、+dp/dtmax及-dp/dtmax较AOB组均显著升高(P<0.05)，LVEDP则明显下降(P<0.05)，其中Apelin-13组变化最为明显。 3、各组Masson染色胶原纤维含量比较：光学显微镜下发现假手术组大鼠心肌只有血管周围存在少量的胶原纤维，胶原纤维呈蓝色，心肌组织被染成红色，分布均匀，排列呈条索状。与假手术组比较，其余三组的心肌组织中胶原含量均明显增加，呈破碎状，分布不规则。与模型组比较，Apelin-13、SB431542组胶原含量均明显减少，尤以Apelin-13组降低最明显。通过图像分析系统计算胶原含量发现，与假手术组比较，模型组CVF显著升高(P<0.05)；与模型组比较，Apelin-13、SB431542组CVF显著降低(P<0.05)。 4、各组大鼠血清TGF-β1水平比较：与Sham组比较，AOB组血清TGF-β1水平明显升高(P<0.05)；与AOB组比较，Apelin-13组和SB431542组TGF-β1水平均明显下降(P<0.05)。 5、TGF-β1、Ⅰ和Ⅲ型胶原蛋白表达比较：与Sham组相比，AOB组TGF-β1、Ⅰ和Ⅲ型胶原蛋白的表达明显上调(P<0.05)。Apelin-13和SB431542治疗后，与AOB组相比，TGF-β1、Ⅰ和Ⅲ型胶原蛋白的表达明显下调(P<0.05)。 6、各组大鼠心肌Smad3和Smad7mRNA表达比较：RT-PCR结果发现，4组大鼠心肌均有Smad3和Smad7cDNA扩增产物，AOB组的Smad3mRNA表达量比Sham组明显上调（P<0.05），而Smad7的表达量明显下调（P<0.05）。与AOB组比较，Apelin-13组Smad3表达量下调而Smad7表达量上调，差异均有统计学意义(P<0.05)；SB431542组Smad3mRNA表达量明显下调(P<0.05)，但Smad7mRNA表达量差异无统计学意义，Apelin-13组与SB431542组Smad3表达量差异无统计学意义。 结论 压力超负荷可以导致心肌纤维化；外源性Apelin-13可以部分缓解压力超负荷所致大鼠心肌纤维化；Apelin-13抑制心肌纤维化的机制可能是与部分抑制TGF-β1/Smads信号通路的激活并激活其负反馈调节有关。