美托洛尔下调CaMKⅡδC-p38通路对异丙肾上腺素诱导心力衰竭的保护机制

目的研究美托洛尔下调CaMKⅡδC-p38通路对异丙肾上腺素诱导心力衰竭的保护机制。方法40只SD大鼠随机分成四组,正常对照组(Control)、异丙肾上腺组(Iso)、异丙肾上腺 美托洛尔组(Iso Meto)和美托洛尔组(Meto),每组10只,所有动物均自由进食进水。(1)Iso组大鼠背部皮下注射Iso 5 mg/(kg·d),连续10 d;对照组背部皮下注射相同体积的生理盐水;Iso Meto组大鼠背部皮下注射Iso 5 mg/(kg·d),连续10 d,在背部皮下注射Iso前1天开始Meto 10 mg/(kg·d)灌胃,连续4周;Meto组给予10 mg/(kg·d),连续4周灌胃;(2)所有大鼠饲养4周后,采用Millar P-V Loop导管经颈动脉插管至左心室,使用Powerlab生理记录系统测量血流动力学相关指标;统计各组大鼠心脏重量和心脏重量/体重比值;(3)TUNEL法和Caspase-3活性检测心肌细胞凋亡;(4)ELISA分析CAMKⅡ活性;(5)Western blot检测CaMKⅡδ、p-CaMKⅡδ、CaMKⅡδC和MAPKs家族(p-38、JNK、ERK)、和凋亡相关基因Bcl-2/Bax的蛋白表达水平。结果40只SD大鼠实验过程精神状态好,进食进水正常,无呼吸困难及水肿。(1)Iso和Meto干预SD大鼠心脏重塑和血流动力学指标有显著改变,与Control组相比,Iso组心脏重量和心脏重量指数明显增加(P<0.05);而Iso Meto组心脏重量和心脏重量指数明显低于Iso组(P<0.05);大鼠体重、肝重和肺重四组间也无明显差异。大鼠血流动力学指标心率(HR)、平均动脉血压(MBP)和左室舒张末压(LVEDP)Iso组明显高于Control组;但左室压力变化速率(LV±dp/dt max) Iso组明显低于Control组(P<0.05);而Iso Meto组HR、MBP和LVEDP明显低于Iso组(P<0.05),但Iso Meto组±dp/dtmax明显高于Iso组(P<0.05);(2)Iso组SD大鼠心肌细胞TUNEL阳性细胞数和Caspase-3活性明显高于Control组(P<0.05);Western杂交分析检测Iso组抗凋亡蛋白bcl-2表达明显低于Control组(P<0.05),而促抗凋亡蛋白Bax表达明显高于Control组;(3)CaMKⅡ活性分析结果显示Iso组明显高于Control组(P<0.05)。说明Iso诱导了明显的心肌细胞凋亡,并且心肌细胞凋亡和CaMKⅡ活性明显正相关;(4)CaMKⅡδ异构体、MAPKs家族在β1-AR持久兴奋的SD大鼠心肌表达情况,我们用Western blot方法分析结果显示Iso组CaMKⅡδC和p-CaMKⅡδ、p38 MAPK、JNK蛋白表达明显高于Control组(P<0.05),但与Control组比较,Iso组ERK蛋白表达明显减少(P<0.05)。与Iso组相比,β1-AR阻滞剂Meto可减少CaMKⅡδC和p-CaMKⅡδ、p38 MAPK、JNK蛋白表达,增加ERK蛋白表达(P<0.05)。结论(1)持久兴奋β1-AR激活CaMKⅡδC-p38通路诱导心肌细胞凋亡,导致心肌重塑、心力衰竭;(2)β1-AR阻断剂美托洛尔可阻断β1-AR持久激活CaMKⅡδC—p38导致心肌细胞凋亡途径,对心脏有保护效应。

The protective effects of metoprolol in Cardiomyopathy produced by isoproterenol are associated with attenuation of the CaMKⅡδC and p38 MAPK