间歇运动上调心肌LIF-LIFR-STAT3通路产生心梗心脏保护效应
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摘要
研究目的:心梗(MI)导致心肌缺血缺氧、炎症反应、氧化应激、心肌细胞坏死和凋亡显著增加,心肌胶原异常增生,发生替代性纤维化,心功能紊乱。运动训练可降低MI患者死亡率、复发率、心肌炎症反应和细胞凋亡水平,减轻心肌纤维化,改善组织重塑和心功能紊乱。白血病抑制因子(LIF)属于IL-6家族的多效分子,心梗部位外源性注射LIF可降低心肌细胞凋亡指数,保护心脏组织结构和功能。运动训练可促进骨骼肌分泌LIF。本文拟探讨间歇运动对心梗大鼠心肌细胞凋亡、血管新生和LIF表征的影响,为心梗的预防和运动康复手段与方法筛选及其生物学机制研究提供实验依据。研究方法:大鼠左冠状动脉前降支(LAD)结扎术制备心梗模型,随机分安静组、间歇运动组、假手术组、心梗组、心梗+间歇运动组,每组12只。运动组术后1周开始运动训练。运动结束次日腹腔麻醉,血流动力学评定心功能,分离心肌组织,Masson染色观察分析心肌胶原容积(CVF)百分比,TUNEL法检测心肌细胞凋亡,WB检测心肌LIF、LIFR、p-STAT3、STAT3、Bcl-2、Bax、VEGFA和α-SMA蛋白表达,RT-qPCR检测心肌LIF/LIFR基因表达,免疫荧光和免疫组织化学检测LIF、LIFR、血管性血友病因子(vWF)和CD31表达。研究结果:(1)间歇运动可显著激活正常大鼠心肌LIF-LIFR-STAT3信号通路;(2)心梗心肌LIF-LIFR-STAT3信号通路显著激活;间歇运动可大幅度激活大鼠心梗心肌LIF-LIFR-STAT3信号通路;(3)心梗后心肌细胞凋亡显著增加;间歇运动可显著抑制心梗大鼠心肌细胞凋亡;(4)心梗心脏发生代偿性血管新生;间歇运动显著增加心梗心脏新生毛细血管密度,而血管平滑肌细胞受到抑制;(5)心梗后心脏发生重构,严重损伤了心功能;间歇运动显著抑制心脏重塑,改善心梗大鼠心功能。研究结论:间歇运动可有效改善心梗大鼠心功能,降低心肌纤维化水平,抑制细胞凋亡,促进血管新生,进一步上调心肌LIF及LIFR蛋白与基因的表达和STAT3磷酸化水平。表明,间歇运动可能是通过激活心梗大鼠心肌LIF/LIFR/STAT3信号通路,抑制心肌细胞凋亡,促进血管新生,改善心脏病理重塑和心功能。开展运动干预缺血心脏LIF表征研究与心脏的保护效应,将为心梗患者运动康复手段筛选提供新思路。
引文