G－CSF对急性心肌梗死大鼠血清和心肌组织中NO、MDA、SOD含量的影响

张文静，孙 琳

（1．河北北方学院基础医学院组胚教研室；2．河北北方学院基础医学院解剖教研室，河北 张家口，075000）

G－CSF对急性心肌梗死大鼠血清和心肌组织中NO、MDA、SOD含量的影响

张文静1，孙 琳2

（1．河北北方学院基础医学院组胚教研室；2．河北北方学院基础医学院解剖教研室，河北 张家口，075000）

目的 探讨粒细胞集落刺激因子 （G－CSF）对急性心肌梗死 （AMI）大鼠血清及心肌组织中一氧化氮 （NO）、丙二醛 （MDA）和超氧化物歧化酶 （SOD）含量的影响．方法 通过结扎冠状动脉前降支建立急性心肌梗死 （AMI）大鼠模型，将AMI大鼠随机分为G－CSF治疗组 （GAMI组）、心肌梗死对照组 （AMI组）和假手术组 （SO组），GAMI组模型制备后3h给予生理盐水稀释的rhG－CSF（浓度为2mg／L）皮下注射10 μg／kg／d，共5d．AMI组和SO组3h后给予等量的生理盐水皮下注射，共5d．最后一次给药后24h取各组大鼠血清及心肌组织检测NO、MDA、SOD的含量．结果 AMI组大鼠血清和心肌组织中MDA水平显著高于SO组 （P＜0．01），NO、SOD值显著低于SO组 （P＜0．01）．GAMI组大鼠血清和心肌组织中MDA水平显著低于AMI组 （P＜0．05），NO、SOD值显著高于AMI组 （P＜0．05）．结论 G－CSF能提高NO含量，增强SOD的活性．降低MDA的含量，对急性心肌梗死具有明显的保护作用．

粒细胞集落刺激因子；急性心肌梗死；一氧化氮；丙二醛；超氧化物歧化酶

Edward等证实人外周血干细胞 （PBSC）能在MI模型小鼠中分化为心肌细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞［1］，粒细胞集落刺激因子 （G－CSF）可以把造血干细胞和内皮祖细胞从骨髓中动员到外周血循环，因而具有治疗心肌梗死的潜力．本研究应用分光光度计法检测大鼠急性心肌缺血时血清及心肌组织中丙二醛 （MDA）含量、超氧化物歧化酶 （SOD）活性及一氧化氮 （NO）含量，以探讨G－CSF对急性心肌梗死大鼠心肌损伤的保护作用及机制．

1 材料与方法

1．1 动 物

健康成年雄性SD大鼠36只，体质量250～300g，购于北京军事医学科学院实验动物中心．

1．2 主要药物与试剂

超氧化物歧化酶 （SOD）检测试剂盒、丙二醛 （MDA）检测试剂盒、一氧化氮 （NO）试剂盒均购于南京建成生物医学研究所．重组人粒细胞集落刺激因子 （金磊赛强，长春金赛药业有限责任公司）．

1．3 方法

1．3．1 分组与给药方法 随机选取24只用于急性心肌梗死造模，其余的12只用于假手术组 （SO组）．24只造模组大鼠随机分为两组，其中研究组 （GAMI组）和对照组 （AMI组）各12只，GAMI组于模型制备后3h给予生理盐水稀释的rhG－CSF （浓度为2mg／L）皮下注射10μg·kg－1·d－1，共5d．AMI组和SO组于3h后皮下注射等量生理盐水，共5d．

1．3．2 急性心肌梗死模型制作 ①GAMI组和AMI组：3%戊巴比妥钠1mL／kg腹腔注射，大鼠麻醉后四肢固定于手术台上，颈部和前胸用碘伏常规消毒，接心电图机．打开心包，挤压胸廓，将心脏挤出，以左冠状静脉为标志，在左心耳下缘与肺动脉圆锥间距主动脉根部约3mm处，7－0号无创缝合针穿过左冠状动脉前降支深部，进针深度为0．3～0．5mm，回纳大鼠心脏，缝线结扎，作心电图，示ST段抬高，大鼠左心室心肌颜色变暗，左心室搏动明显减弱，证明结扎成功．术后青霉素肌肉注射3d．②SO组：除缝线空置不结扎外，其他的造模手术方法与上述相同．

1．3．3 标本的采集与处理

1．3．3．1 血清的制备 最后一次给药24h后，经股静脉抽取血液5～6mL，室温静置30min，3 000转／min离心15min，取上清液置－70℃冰箱冻存备用．

1．3．3．2 组织匀浆制备 大鼠取血后，取左心室心肌组织约300mg／份，在4℃的生理盐水中漂洗2次，除去血液，滤汁拭干．用分析天平称重，迅速制成匀浆，以3 000转／min离心15min，取上清液置－70℃冰箱保存，待测．

操作步骤严格按照试剂盒上的操作规程执行．

1．4 统计学处理

2 结 果

实验过程中，所有因手术、麻醉意外等原因死亡的3只大鼠，均未列入实验观察项目内．

2．1 大鼠心电图的改变

各组于实验取血前记录心电图Ⅱ导，AMI与SO组比较，S－T段缺血改变明显，差异显著 （P＜0．01），GAMI组与AMI组比较差异有显著性 （P＜0．05）．

表1 各组大鼠心电图S－T段的变化

2．2 G－CSF对急性心肌梗死大鼠血清MDA、SOD、NO含量的影响

AMI组大鼠血清中MDA水平显著高于SO组 （P＜0．01），NO、SOD值显著低于SO组 （P＜0．01）．GAMI组大鼠血清中MDA水平显著低于AMI组 （P＜0．05），NO、SOD值显著高于AMI组（P＜0．05）．

表2 G－CSF对急性心肌梗死大鼠血清MDA、SOD、NO含量的影响 （）

表2 G－CSF对急性心肌梗死大鼠血清MDA、SOD、NO含量的影响 （）

注：与SO组比较＊＊P＜0．01，与AMI组比较＊P＜0．05

组别 n MDA （μmol／L） SOD （U／mL） NO （μmol／L）G－CSF组 11 2．34±0．57＊ 49．36±9．73＊ 30．52±4．36＊12 1．51±1．22 57．28±5．35 36．05±7．24 AMI组 10 4．58±0．96＊＊ 35．87±5．89＊＊ 21．39±6．38＊＊SO组

2．3 G－CSF对急性心肌梗死大鼠心肌组织中MDA、SOD、NO含量的影响

AMI组大鼠心肌组织中MDA水平显著高于SO组 （P＜0．01），NO、SOD值显著低于SO组 （P＜0．01）．GAMI组大鼠心肌组织中 MDA水平显著低于AMI组 （P＜0．05），NO、SOD值显著高于AMI组 （P＜0．05）．

表3 G－CSF对急性心肌梗死大鼠心肌MDA、SOD、NO含量的影响 （）

表3 G－CSF对急性心肌梗死大鼠心肌MDA、SOD、NO含量的影响 （）

注：与SO组比较＊P＜0．05，与AMI组比较＊＊P＜0．05

组别 n MDA （μmol／mg） SOD （nU／ml） NO （μmol／g）G－CSF组 11 4．57±0．92＊ 19．73±1．72＊ 0．98±0．32＊12 4．91±0．89 20．11±1．24 1．42±0．69 AMI组 10 6．08±1．20＊＊ 11．82±3．09＊＊ 2．01±0．87＊＊SO组

3 讨 论

氧自由基 （Oxygen free radica，OFR）是一类化学活性很高的不稳定基团，能与构成机体的细胞膜和细胞器膜的多价不饱和脂肪酸发生过氧化反应，从而导致细胞损伤．是心肌细胞的正常代谢产物．正常心肌组织含有抗氧化防御系统：SOD、CAT （过氧化氢酶）、GSH－PX、POD （过氧化酶）等，可以清除或协助清除氧自由基，以保持氧自由基的生成和清除的动态平衡．近年来，发现大量的氧自由基生成及脂质过氧化反应增强是心肌损伤的主要机制之一［2］．

MDA为氧自由基和生物膜不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应的代谢产物．MDA的量反映了机体细胞受自由基攻击的严重程度，因此MDA是评价心肌缺血损伤的较好指标之一［3］．SOD是生物体内主要的抗氧化酶－超氧自由基清除剂，对机体的氧化和抗氧化平衡起到至关重要的作用．所以，通过提高SOD的活性，可以减轻细胞的氧化损伤［4］．

NO是生物体内重要的信使分子和效应分子由L－精氨酸在NO合酶 （NOS）的催化下降解为胍氨酸过程中产生．生理状态下，NO发挥神经递质及血管调节等功能．NOS广泛分布于体内多种组织和细胞，许多资料证明，血管内皮细胞中存在着eNOS；而血管内皮细胞又是合成NO的最主要细胞，急性心肌梗死时血管内皮功能受损，NOS含量及其活性均下降，NO合成减少．

本实验结果表明模型组大鼠血清及心肌组织中MDA含量明显升高，SOD活性和NO含量明显降低，表明急性心肌梗死使心肌受到严重损伤．而G－CSF能提高急性心肌梗死大鼠血清及心肌组织中SOD活性和NO含量，增强了内源性氧自由基清除系统的功能，显著减少血清脂质过氧化产物MDA的水平．有研究证实G－CSF可以动员骨髓中的干细胞到外周，促进血管新生、心肌的再生增殖等，改善心肌供血［5－6］，对心脏缺血损伤起到保护作用．综上所述提示G－CSF具有清除自由基和抗脂质过氧化作用，其机制可能与其促进了血管和心肌细胞增殖有关．

［1］Yeh ET，Zhang S，Wu HD，et al．Transdifferentiation of human peripheral bloodCD＋34－enriched cell population into cardiomyocytes endothelial cells，and smooth muscle cells in vivo ［J］．Circulation，2003，108 （17）：2070－2073

［2］ 邢启崇．心血管病实验诊断学 ［M］．北京：人民卫生出版社，2004．40－41

［3］ 周玖瑶，李锐，廖雪珍，等．抗垂体后叶素致心肌缺血作用机理研究 ［J］．广州中医药大学学报，2005，22（6）：454－457

［4］ 胡炯宇．黄芪调控内源性保护机制减轻缺氧心肌细胞氧化损伤的研究 ［D］．第三军医大学，2007，56－57

［5］ Lwanage K，Tskano H，ohtsuka M，et al．Effects of G－CSF on cardiac remodeling after acute myocardial infarction in swine ［J］．Biochem Biochys Res Commun，2004，325 （4）：1353－1359

［6］ Orlic D，Kajstura J，Chimenti S，et al．Mobilized bone marrow cells repair the infracted heart，improving function and survival［J］．Proc Natl Acad Sc USA，2001，98 （18）：10344－10349

Effects of G－CSF on NO，MDA and SOD Content in Serun and Cardiac Muscle after Acute Myocardial Infarction in Rats

ZHANG Wen－jing1，SUN Lin2
（Basic Medical College，Hebei North University，Zhangjiakou 075000，Hebei，China）

Objective To investigate the influence of granulocyte colony stimulating factor（G－CSF）on nitric oxide（NO）、malondialdehyde（MDA）and superoxide dismutase（SOD）content in serum and cardiac tissue of acute myocardial infarction （AMI）rats．Methods The rat models of myocardial infarction established by ligation of anterior descending coronary artery were divided randomly into 3groups including G－CSF treatment group （GAMI group），myocardial infarction control group （AMI group）and sham operation group （SO group），and rhG－csF was injected，which was diluted with normal saline（concentration of 2mg／L）10μg／kg／d after the GAMI group model had completed 3hours for 5days．Rats of AMI and SO group were injected the same amount of saline 3hours later for 5days．NO、MDA、SOD contents in serum and myocardial tissue of every group were tested 24hours after the last administration．Results Compared with that of SO group，MDA in the serum and cardiac muscle of acute myocardial infarction increased significantly （P＜0．01），NO and SOD content decreased significantly （P＜0．01）in AMI group．In comparison with that of AMI group，MDA decreased significantly （P ＜0．05），NO and SOD increased significantly in G－CSF group （P＜0．05）．Conclusion G－CSF can increase the content of NO，activity of SOD，and reduce the content of MDA in acute myocardial infarction rats．The mechanism of protecting acute myocardial infarction may has relationship with the effect that it transfers bone marrow stem cell to the damaged heart and further differentiate to cardiac muscle cell and endothelial cell，thus participating oxygen－free－radical clearing activity and anti－lipid peroxidation．

G－CSF；acute myocardial infarction；NO；MDA；SOD

R 338

A

1673－1492 （2011）06－0086－04

来稿日期：2011－10－25

河北省中医药管理局项目 （编号：2009146）

张文静（1980－），女，河北唐山人，助理实验师．

李蓟龙 英文编辑：谢利锋］