阿侖磷酸鈉對大鼠壓力超負荷誘導的射血分數保留型心力衰竭模型心室重塑的影響

陳斌　黃進宇*

?診治分析?

阿侖磷酸鈉對大鼠壓力超負荷誘導的射血分數保留型心力衰竭模型心室重塑的影響

陳斌黃進宇*

目的 探討阿侖磷酸鈉改善壓力超負荷誘導的射血分數保留型心力衰竭（HFpEF）模型心室重構的作用。方法 將30只SD大鼠隨機分為假手術組（Sham組）、手術組（ACC組）和阿侖磷酸鈉組（AL組），每組各10只，干預8周，頸動脈插管測血壓，心臟超聲評價左心室肥厚及舒張功能，左心室組織病理染色檢測其重塑情況，左心室蛋白免疫印記檢測法尼基焦磷酸合成酶（FDPS）表達變化。結果 腹主動脈縮窄8周，與Sham組比較，ACC組血壓明顯升高，左心室舒張末期厚度明顯增厚，心肌細胞橫截面積明顯增大，心肌內血管周圍纖維化明顯增強，左心室FDPS表達升高，差異均有統計學意義（P＜0.01）。與ACC組比較，AL組左心室舒張末期厚度、心肌細胞橫截面積、心肌內血管周圍纖維化都有所改善，左心室FDPS表達下降，差異亦均有統計學意義（P＜0.05）。結論 阿侖磷酸鈉可改善大鼠壓力超負荷誘導的HFpEF模型心室重塑，其機制可能與抑制FDPS表達相關。

阿侖磷酸鈉 射血分數保留型心力衰竭 左心室重塑 法尼基焦磷酸合成酶

射血分數保留型心力衰竭（HFpEF）指左心室收縮功能正常而舒張功能障礙的一種心力衰竭（簡稱心衰），主要表現為左心室等容舒張時間延長，左心室充盈減慢和左心室舒張時室壁硬度增加［1］。HFpEF發病率逐漸增高，而且無有效的治療措施［2］。前期研究發現，壓力超負荷誘導的HFpEF大鼠心肌組織法尼基焦磷酸合成酶（FDPS）及下游相關蛋白表達升高［3］，因此，本文主要為探討FDPS抑制劑（阿侖磷酸鈉）能否改善HFpEF大鼠心肌重塑及舒張功能，這將為研究HFpEF有效的治療措施提供新的理論依據。

1　材料和方法

1.1實驗動物 190～210g雄性SD大鼠30只，清潔級，由上海斯萊克實驗動物有限責任公司提供。

1.2藥品試劑 阿侖磷酸鈉（Sigma公司）； 抗法尼基焦磷酸合成酶抗體（Abcam公司）。

1.3實驗分組 將30只雄性SD大鼠隨機分為假手術組（Sham）、手術組（ACC）及阿侖磷酸鈉組（AL），每組各10只大鼠。大鼠術前禁食24h，禁飲12h，2%戊巴比妥鈉（40mg/kg）腹腔注射麻醉。大鼠仰臥位固定于動物手術臺上，腹中線區剃毛、消毒、剪開腹壁，切口長度約3cm，暴露出腹主動脈。在發出右腎動脈上方5mm處，用手術線（4-0）將腹主動脈和兩端磨鈍的22G注射器針頭一起扎緊，拔出針頭，造成腹主動脈在結扎點處內徑縮窄（腹主動脈在結扎點恢復再通后的內徑為22G針頭外徑），小腸復位，關腹，即為手術組（ACC）。假手術組（Sham）步驟同腹主動脈縮窄組，但不縮窄腹主動脈。阿侖磷酸鈉組（AL）為腹主動縮窄后腹部皮下注射阿侖磷酸鈉10μg/kg，1次/2d，持續注射8周。

1.4觀察指標 （1）心臟超聲指標：大鼠麻醉后，胸部的被毛剃除、酒精消毒，取左側臥位。M型超聲圖像長軸切面分別測量左心室收縮末期內徑（LVIDs）和左心室舒張末期內徑（LVIDd）；舒張末期室間隔（IVSd）和左心室后壁厚度（LVPWd）；系統計算出射血分數（EF）和左心室短軸縮短率（FS）。用脈沖多普勒經心尖部四腔切面來測量左心室早期和晚期充盈流入峰值速度（E峰和A峰），然后計算出E/A比值。同時計算二尖瓣E峰減速時間（DT）。各指標均在連續3個心動周期上測量取平均值。（2）血壓、左心室肥厚指數及FDPS：采集完大鼠心臟超聲指標第2天，麻醉大鼠并分離出右頸總動脈，將與壓力換能器及Medlab生物信號采集處理系統連接的聚乙烯管插入右頸總動脈，采集血壓指標。處死大鼠后取出心臟并分離出左心室稱重，計算左心室與體重的比值（LVW/BW），剪取一部分左心室組織置于10%中性甲醛溶液固定24h，石蠟包埋，用于HE和Masson染色。蛋白免疫印記技術檢測左心室組織FDPS表達變化。

1.5統計學方法 采用SPSS 16.0統計軟件。計量資料以（x±s）表示，多組間比較使用單因素方差分析（one-way ANOVA），采用Bonferroni法進行兩兩對比分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1阿侖磷酸鈉干預對血壓及左心室重塑的影響 見表1。

表1　阿侖磷酸鈉干預對血壓及左心室重塑的影響（x±s）

2.2各組間心臟超聲指標 見表2。

表2　各組間心臟超聲指標（x±s）

2.3各組間左心室組織HE及Masson染色情況 HE染色發現，ACC組心肌細胞橫截面積明顯變大，阿侖磷酸鈉可使心肌細胞橫截面積變小，另外，Masson染色發現腹主動脈縮窄可引起心肌內血管周圍纖維化，而阿侖磷酸鈉可改善血管周圍纖維化，見圖1。

2.4各組間左心室組織蛋白免疫印記變化情況 見圖2。

圖1　各組間左心室組織HE及Masson染色

圖2　各組間左心室組織蛋白免疫印記

3　討論

HFpEF是以左心室舒張功能障礙為主要表現的心衰，發病率和病死率逐年增高，尚無有效的治療措施。在高血壓患者中，75%的患者表現為左心室舒張功能障礙。左心室舒張功能障礙由兩種機制引起，即心肌主動松弛下降和舒張順應性降低。心室松弛的速度主要由肌漿網對鈣離子的攝取和心肌對鈣離子的螯合2個因素決定。這些過程都是一個消耗能量的過程。研究發現，小G蛋白在此過程發揮了重要作用。小G蛋白的活化需要法尼基焦磷酸及牦牛兒基焦磷酸的異戊二烯化，而FDPS是法尼基焦磷酸及牦牛兒基焦磷酸生成的一個關鍵酶。前期研究發現壓力超負荷誘導的HFpEF大鼠左心室FDPS及下游小G蛋白活化增強［3］，而本資料發現阿侖磷酸鈉可抑制HFpEF大鼠左心室FDPS的表達。但并未明顯改善大鼠左心室舒張功能，這可能與干預時間過短有關。

心肌舒張順應性的降低主要由心肌組織僵硬度增加引起，心室僵硬度則取決于室壁厚度、心肌細胞肥厚和心肌纖維化。心肌細胞肥厚和心肌纖維化是對壓力超負荷作出的適應性反應。高血壓心臟病的組織學特征是心肌細胞肥厚和心肌纖維化。然而當壓力超負荷持續存在時，將進展為病理性的心肌肥厚和心肌纖維化，其結果將是舒張和收縮功能障礙。過度的心肌纖維化與心肌僵硬度增加、舒張功能減弱相關，這將導致舒張功能障礙。甚至部分研究發現，HFpEF的嚴重程度和心肌纖維化成正比［4］。在這些壓力超負荷模型和高血壓患者中，纖維膠原增多，增多的纖維膠原增加心臟固有的彈性和僵硬度。研究發現小G蛋白參與大鼠心肌肥厚及纖維化［5］，本資料發現抑制FDPS后心肌肥厚和纖維化明顯改善，因此作者認為阿侖磷酸鈉可能通過降低小G蛋白的活性而抑制心肌肥厚和纖維化，如此將延緩大鼠HFpEF進展。

1Soufer R， Wohlgelernter D， Vita NA，et al.Intact systolic left ventricular function in clinical congestive heart failure. Am J Cardiol，1985，55（8）：1032～1036.

2Owan TE， Hodge DO， Herges RM，et al.Trends in prevalence and outcome of heart failure with preserved ejection fraction. N Engl J Med，2006，355（3）： 251～259.

3Chen B， Zhong LY， Yang JX，et al.Alteration of mevalonate pathway related enzyme expressions in pressure overload-induce d cardiac hypertrophy and associated heart failure with preserved ejection fraction. Cell Physiol Biochem，2013，32（6）：1761～1775.

4Martos R， Baugh J， LedwidgeM，et al.Diastolic heart failure： evidence of increased myocardial collagen turnover linked to diastolic dysfunction. Circulation，2007，115（7）： 888～895.

5B urlew BS，Weber KT.Cardiac fibrosis as a cause of diastolic dysfunction. Herz， 2002，27（2）：92～98.

Objective To explore the role of alendronate on the cardiac remodeling in heart failure with preserved ejection fraction（HFpEF）.

Alendronate Heart failure with preserved ejection fraction Left ventricular remodeling Farnesyl diphosphate synthase

310006 杭州市第一人民醫院心血管內科

Methods 30 male SD rats were randomly divided into 3 groups， Sham group， abdominal aortic coarctation （ACC） group， alendronate （AL） group，with each 10 rats. Cardiac function and hemodynamics were evaluated at 8 weeks post-operatively by echocardiography and carotid catheterization. Meanwhile， remodeling of left ventricle and the expression of farnesyl diphosphate synthase （FDPS） were measured. Results Blood pressure in the ACC group was elevated markedly compared with the sham group（P＜0.01）. Remodeling of left ventricle and expression of FDPS in the ACC group were significantly obvious compared with the sham group at 8 weeks post-operatively（P＜0.01）. While remodeling of left ventricle and expression of FDPS in the AL group were significantly improved compared with the ACC group at 8 weeks post-operatively（P＜0.05）. Conclusion Alendronate play an important role on left ventricular remodeling in HFpEF induced by pressure overload through inhibition of FDPS.