血管内皮生长因子对急性心肌梗死大鼠保护作用的研究

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随着超重、高血压、高血脂、糖尿病等基础性疾病发病率逐年升高，心血管疾病已成为威胁公众健康的重要疾病[1 -2]。冠状动脉粥样硬化性心脏病是最为常见的心血管系统疾病，年致死数约100万[3]；其中急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)是冠状动脉粥样硬化性心脏病的危急重症，致死率高居疾病谱第2位[4]，并且AMI发病率还有逐渐上升的趋势。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是一种促血管生长因子，能够促进血管内皮细胞增殖并诱导血管生成[5 -6]，并且具有高度特异性。但VEGF对AMI是否具有保护作用及其作用机制尚未完全明确，本研究通过建立AMI大鼠模型并给予VEGF进行干预治疗，分析VEGF对AMI大鼠的保护作用。

1 材料与方法

1.1 实验动物 实验用清洁级雄性SD大鼠(鼠龄8周龄，体质量250 g～300 g)购自河北省实验动物中心，许可证号：SCXK(冀)2013 -1 -003。

1.2 实验药物与试剂 VEGF(美国Cytolab公司)；红四氮唑(TTC，美国Sigma公司)；门冬氨酸氨基转移酶(AST)、肌酸磷酸激酶(CPK)、乳酸脱氢酶(LDH)检测试剂盒购自北京博奥森生物技术有限公司；HE试剂盒、TUNEL试剂盒购自北京博奥森生物技术有限公司。

1.3 主要仪器 动物人工呼吸机(DW -2000型，上海恒勤仪器设备有限公司)；生物机能实验系统(BL -420S型，成都泰盟科技有限公司)；石蜡切片机(RM -2135型，德国Leica公司)；全自动生化分析仪(BS -200型，深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司)。

1.4 实验方法

1.4.1 模型的制备与分组 采用麻醉后分离并结扎冠状动脉的方法建立急性心肌梗死大鼠模型，实验过程中实施心电图监测，以左心室前壁呈灰白至发绀、心电图ST段抬高或T波高耸为造模成功标志。取40只模型大鼠随机分为模型组和VEGF治疗组，并另取20只同龄大鼠为假手术组(行手术通路但不结扎冠状动脉)，结扎30 min后分别从尾静脉注射给药，VEGF治疗组注射1 mL VEGF溶液(2 μg/mL，含肝素50 U/mL)，假手术组和模型组分别从尾静脉注射1 mL生理盐水(含肝素50 U/mL)。

1.4.2 超声检测 各组随机取10只大鼠，采用Vevo770高分辨率超声影像系统于取材前行超声检测，检测方法：于左侧胸骨旁取左室乳头肌水平短轴切面，测量舒张末期左室内径(LVIDd)、收缩末期左室内径(LVIDs)、短轴缩短率(FS)、射血分数(EF)、每搏输出量(SV)，所有检测指标均取连续3个心动周期的平均值。

1.4.3 心脏/体质量比及心肌组织梗死面积的测定 取超声检测后的各组10只大鼠，称量体质量，麻醉后开胸取心脏组织并称其重量，计算心脏/体质量比；心脏组织称重完成后，置于-20 ℃冰箱冷冻20 min后进行切片(厚度约2 mm)，置于2%TTC溶液中(37 ℃恒温箱、避光)孵育15 min，经处理后梗死区呈灰白色而正常组织呈红色，然后通过BI -2000医用图像分析系统(成都泰盟软件有限公司)分析心肌组织梗死面积。

1.4.4 血清中心肌酶含量的测定 在上述开胸取心脏组织前，开腹经腹主动脉取血并离心(1 500 r/min离心、10 min)取血清，通过生化分析仪测定血清中心肌酶AST、CPK、LDH含量。

1.4.5 心肌组织形态结构改变及心肌细胞凋亡状况的观察 取各组剩余的10只大鼠，取心脏组织并置于4%多聚甲醛溶液中72 h进行固定，经常规脱水、石蜡包埋、切片和脱蜡水化处理后，经常规HE染色后通过显微镜观察心肌组织病理性形态结构改变。石蜡切片经脱蜡水化处理后，按照TUNEL说明进行操作，通过光学显微镜观察各组大鼠心肌细胞凋亡状况。计算凋亡指数(apoptosis index，AI)：每张染色切片分别在相同部位选取不重叠的6个视野，分别计数每个视野中的细胞总数和凋亡细胞数，各组取平均值后计算AI。AI=(阳性细胞数/细胞总数)×100%。

2 结 果

2.1 各组大鼠超声检测结果 与假手术组比较，模型组大鼠LVIDd、LVIDs显著升高，FS、EF、SV显著降低，差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。与模型组比较，VEGF治疗组LVIDd和LVIDs降低，并提高FS、EF和SV，差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。详见表1。

组别nLVIDd(mm)LVIDs(mm) FS(%) EF(%) SV(μL)假手术组106.70±0.283.85±0.2943.11±7.4573.05±9.42187.13±26.84模型组107.26±0.291)6.23±0.412)15.27±3.162)29.81±6.902)77.52±16.912)VEGF治疗组106.73±0.283)5.14±0.333)28.62±5.834)45.26±8.534)118.64±20.374) 与假手术组比较,1)P<0.05,2)P<0.01;与模型组比较,3)P<0.05,4)P<0.01。

2.2 各组大鼠心脏/体质量比和心肌组织梗死面积比较 与假手术组比较，模型组大鼠心脏/体质量比和心肌组织梗死面积均升高，差异均有统计学意义(P<0.01)。与模型组比较，VEGF治疗组心脏/体质量比降低，心肌组织梗死面积缩小，差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。详见表2。

2.3 各组大鼠血清中心肌酶含量比较 与假手术组比较，模型组大鼠血清AST、CPK、LDH含量显著升高，差异均有统计学意义(P<0.01)。与模型组比较，VEGF治疗组血清中AST、CPK、LDH含量降低，差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。详见表3。

2.4 心肌组织病理性形态结构改变观察结果(见图1) 与假手术组比较，模型组大鼠呈现心肌纤维紊乱；心肌细胞数量减少，空泡变性，胞核固缩、深染等病理性形态结构改变。与模型组比较，VEGF治疗组大鼠心肌组织病变明显较轻。

2.5 各组大鼠心肌细胞凋亡状况及AI计算结果 与假手术组比较，模型组大鼠心肌组织凋亡细胞数量明显增多；与模型组比较，VEGF治疗组心肌细胞凋亡数量明显减少。详见图2。计算并统计分析AI结果显示：与假手术组比较，模型组大鼠心肌组织细胞AI显著升高，差异有统计学意义(P<0.01)。与模型组比较，VEGF治疗组心肌细胞AI降低，差异有统计学意义(P<0.01)。详见表4。

组别n心脏/体质量比×10-3梗死面积%假手术组102.48±0.530.0±0.0模型组 104.50±0.911)47.1±8.31)VEGF治疗组103.52±0.612)23.9±5.03) 与假手术组比较,1)P<0.01;与模型组比较,2)P<0.05,3)P<0.01。

A为假手术组；B为模型组；C为VEGF治疗组。

A为假手术组；B为模型组；C为VEGF治疗组。

表4 各组大鼠心肌组织细胞AI比较(±s) %

3 讨 论

随着人们生活水平的提高以及饮食结构的改变，体重超重和“三高”等基础疾病发病率逐渐升高，是冠状动脉粥样硬化性心脏病最重要的诱因，而AMI是冠状动脉粥样硬化性心脏病的危急重症，致死率高居疾病谱第2位，有效预防和治疗AMI成为目前临床研究的重点。

VEGF是一种具有高度特异性的促血管生长因子，既往研究发现VEGF具有促进血管内皮细胞增殖并诱导血管生成的药理学作用[5 -6]。本实验通过制备AMI大鼠模型并给予VEGF治疗进行研究，发现经VEGF干预治疗能够有效缓解AMI大鼠心脏组织水肿并降低心肌组织梗死面积、改善心肌组织病变、抑制细胞凋亡，提示VEGF对AMI大鼠具有保护作用。

心脏组织超声影像检测是最直接反映心功能的方法，而血清中心肌酶(AST、CPK、LDH)含量则能够反映心肌细胞损伤程度，间接反映心功能状况。本实验研究发现，经VEGF干预治疗能够有效降低AMI大鼠LVIDd和LVIDs，提高FS、EF、SV，降低血清中心肌酶(AST、CPK、LDH)含量，提示VEGF具有改善AMI大鼠心功能的作用。

综上所述，VEGF对AMI大鼠具有一定的保护作用，其作用机制可能与VEGF能够有效改善心功能、减轻心脏水肿、改善组织病变并抑制细胞凋亡有关。