免疫-炎症反应介导了脑出血后的心脏损害

发布时间：2020-11-19 20:07

　　背景:自发的、非创伤性脑出血(Intracerebral hemorrhage,ICH)是一种严重危害生命安全的脑卒中亚型,在全世界范围内有较高的死亡率和发病率。脑出血患者的心血管并发症很常见,并且与脑出血早期的死亡率和晚期的不良预后密切相关。罹患脑卒中后,人体免疫系统被激活,全身氧化应激反应增加。免疫反应和氧化应激可能参与了心肌功能障碍和心力衰竭的病理级联反应过程。在既往不合并心脏疾病的情况下,脑卒中也可能会引起心脏损伤。在本实验中,我们旨在研究脑出血是否在没有合并心脏疾病的情况下能够诱发心脏功能损伤,并评估免疫-炎症反应在脑出血介导的心脏功能障碍中的作用。方法:为了验证脑出血是否在不合并心脏疾患的情况下引起心脏功能损伤,在成年雄性C57BL/6J小鼠基底节区注射自体血诱导脑出血模型,对照组不进行自体血的注射。为了探讨是否免疫-炎症反应介导脑出血引起的心脏功能损害,在实验小鼠中行脾脏切除术,随后立即诱导脑出血模型,实验组包括:1)假手术-对照组;2)脑出血组;3)脾切除术合并脑出血组;4)单独脾切除术组(每组8只动物)。在脑出血术后的第7天和28天分别行超声心动图以检测心脏功能。mNSS试验和足错步试验用于检测神经运动功能;气味辨别试验和新事物识别试验用于检测神经认知功能;流式细胞术、蛋白印迹法和免疫组化染色等方法用于探讨脑出血引起心脏功能损伤的机制。结果:与假手术-对照组小鼠相比,脑出血小鼠:1)不仅引起神经运动和认知功能的严重损害,而且引起心脏功能的损害。脑出血后第7和28天的左心室射血分数(LVEF)及左心室短轴缩短率(LVFS)均明显下降。2)脑出血后第28天心肌细胞凋亡增加、心肌细胞肥大及心肌间隙纤维化明显增加;3)炎症因子和氧化应激指示物在外周循环和心脏组织中表达明显增加;CD45~+/CD11b~+/F480~+标记的巨噬细胞和CD45~+/CD11b~+/Ly6G~+标记的中性粒细胞在脑出血7天后大量浸润到心脏组织中。与脑出血小鼠相比,脾切除的小鼠在脑出血后表现出:1)神经运动和认知功能明显改善,随着LVEF和LVFS增加,心脏功能障碍明显减轻;2)心脏纤维化和心肌肥大显著改善;3)心脏组织中免疫细胞浸润减少,炎症因子和氧化应激指示物在心脏中的表达减少。与假手术-对照组相比,仅行脾切除术在手术后7天或28天内均不会损害心脏功能。结论:我们的研究结果表明,在不合并心脏疾患的情况下,脑出血亦可引起心脏功能的损伤。脾切除术不仅可以缓解脑出血后引起的神经运动和认知功能缺陷,而且可以通过抑制免疫细胞向心脏组织的浸润及炎症因子在心脏中的表达,对脑出血后的心脏起到保护作用,从而减轻脑出血后心功能损伤和心脏结构的改变。总而言之:免疫-炎症反应在脑出血后引起的心脏功能损伤中发挥了重要作用。
【学位单位】：天津医科大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R743.34
【部分图文】：

心脏功能,纤维化

图 1.1 脑出血后引起进展性的心脏功能减退.2.2 脑出血后期心脏纤维化增加、心肌细胞肥大以及心肌细胞凋亡增加我们应用天狼猩红染色法（PSR 染色）用为心肌纤维化病理染色的鉴定方法检测脑出血是否引起心脏纤维化增加和心肌肥大。在脑出血后的第 28 天进行SR 染色。图 1.2 所示：（B）与假手术-对照组小鼠相比，脑出血组小鼠心肌间纤维化（ICF）明显增加、心肌细胞横截面积(MCSA)显著增大，差异具有统学意义（p<0.05）。由此可知：脑出血引起心脏纤维化增加和心肌细胞肥大。们还通过 TUNEL 染色检测了心脏细胞的凋亡情况。结果所示：（A）与假手-对照组小鼠相比，脑出血组小鼠凋亡的心肌细胞明显增加（p<0.05）。血压的变会影响心脏的功能，为了明确在小鼠实验中脑出血引起的心脏损害是否是于血压的改变引起，我们利用鼠尾动脉无创测血压装置在诱导脑出血模型的 1 天、脑出血后第 1 天、第 3 天和第 7 天分别测量了实验小鼠的舒张期动脉（DAP）、平均动脉压（MAP）和收缩期动脉压（SAP）。数据（C）显示，在

心肌细胞肥大,心肌细胞凋亡,纤维化,血压

图 1.2 脑出血并未引起血压的显著性改变；脑出血后期引起明显的心脏纤维化增加、心肌细胞肥大以及心肌细胞凋亡增加1.2.3 脑出血显著增加了外周循环中免疫-炎症因子和氧化应激指示物的表达根据上述实验结果我们得知脑出血可引起进行性的心脏功能损害。心脏超声心动图结果已经证实：在脑出血后的第 7 天，心脏的收缩功能已有受损。我们认为，免疫-炎症反应可能在这一病理发展过程中起到了重要作用，为了验证这一猜想，在脑出血后的第 7 天，我们利用蛋白印迹技术检测了外周循环中的免疫-炎症因子和氧化应激指示物的表达水平。图 1.3 显示：与假手术-对照组相比，脑出血后血清中炎症因子细胞间粘附分子-1（ICAM-1；B）、白介素-1β（IL-1β；C）、肿瘤坏死因子-β（TGF-β；E）和氧化应激指示物 NADPH 氧化酶-2（NOX-2；D）的表达水平显著增加，差异具有统计学意义（p<0.05）。由此得知：脑出血后外周循环中的免疫-炎症因子和氧化应激指示物的表达显著增加。

炎症因子,氧化应激,指示物

图 1.3 脑出血显著增加了外周循环中免疫-炎症因子和氧化应激指示物的表达1.2.4 脑出血显著增加了心脏组织中免疫-炎症因子和氧化应激因子的表达由 1.2.3 结果得知：脑出血后，外周循环中的炎症因子和氧化应激指示物表达明显增加。为了进一步验证脑出血后心脏组织中炎症因子和氧化应激因子的表达是否增加，我们在实验小鼠脑出血 7 天后，获取心脏组织，应用蛋白印迹技术进行检测。图 1.4 结果显示：与假手术-对照组相比，脑出血 7 天后的心脏组织中的炎症因子细胞间粘附分子-1（ICAM-1；B）、单核细胞趋化因子-1（MCP-1；D）、基质金属肽酶-9 （MMP-9；E）和氧化应激指示物 NADPH 氧化酶-2（NOX-2；D）的表达水平显著增加，差异具有统计学意义（p<0.05）。结合 1.2.3 数据表明：脑出血后，外周循环和心脏组织中的免疫-炎症因子和氧化应激指示物的表达显著增加。
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