研究背景近年来,心力衰竭在世界范围内的发病率及死亡率仍然较高。作为多种心血管疾病的终末转归,心力衰竭降低患者生活质量、加重社会经济负担、严重威胁人类健康,因此积极防治心力衰竭有着重要的社会意义。当前研究认为由病理性心肌纤维化所导致的心脏重塑在心力衰竭的发展和演变中起重要作用。心肌纤维化主要包括替代性纤维化及反应性纤维化。急性心肌梗死导致心肌细胞大量死亡,随后梗死区发生替代性纤维化,形成的瘢痕组织可保持心脏的结构完整性以防止心脏破裂等严重的并发症发生,但过度的纤维化会造成局部心肌活动异常。相比之下,弥漫性或局灶性的反应性心肌纤维化是持续性高血压、代谢紊乱、瓣膜性心脏病、远离梗死区域的缺血性损伤或弥漫性心肌病等多种病因引起压力或容量超负荷的结果。过度的替代性纤维化和反应性纤维化最终将导致心脏舒张及收缩功能下降,诱发心力衰竭。因此,深入研究病理性心肌纤维化的机制,探索药物对纤维化的影响对于防治心力衰竭有着至关重要的意义。转化生长因子β(Transforming growth factor-beta,TGFβ)家族是成纤维细胞的活化因子,被认为是纤维化反应的中心介质,而TGFβ1在病理性纤维化中发挥最大作用。TGFβ1通过激活Smad依赖的经典通路及非Smad依赖的非经典通路调节基因转录,使成纤维细胞转化为具有分泌活性的肌成纤维细胞,表达α平滑肌激动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA),分泌I型胶原蛋白(CollagenⅠ,ColⅠ)等细胞外基质蛋白,最终引起病理性纤维化。半乳糖凝集素-3(Galectin-3,Gal-3)是一种β-半乳糖苷结合蛋白,属于凝集素家族,具有促进细胞生长、增殖、分化、细胞粘附和组织纤维化等多种调节活性。研究表明Gal-3与TGFβ1之间存在着一定的调控关系,我们推测Gal-3能够通过调控TGFβ1促进心衰患者病理性心肌纤维化的发展,而通过抑制Gal-3及TGFβ1的表达,从而改善病理性心肌纤维化有希望控制心力衰竭患者的心肌重构,改善其临床症状及远期预后。瑞舒伐他汀是一种选择性羟甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂,可以通过增加肝细胞表面低密度脂蛋白受体的数量、促进低密度脂蛋白的吸收和分解代谢等多种方式selleckchem LGK-974发挥降低血脂的作用,现广泛应用于冠心病及高胆固醇血症等疾病的治疗。除降脂功能外,他汀类药物对于心力衰竭患者也能够产生积极作用,这种作用可能是通过抑制心肌纤维化、改善心肌重构实现的。研究表明瑞舒伐他汀能够下调患者血清Gal-3水平,但其是否能够通过调控Gal-3及TGFβ1/Smad通路改善病理性心肌纤维化目前尚未明确。本研究将通过分析心力衰竭患者血清中I型原胶原羧基末端前肽(Procollagen type I carboxy-terminal propeptide,PⅠCP)等相关蛋白的表达水平及体外利用血管紧张素Ⅱ(AngiotensinⅡ,AngⅡ)构建病理性心肌纤维化细胞模型探究瑞舒伐他汀对病理性心肌纤维化的保护作用及其机制。研究目的分析心力衰竭患者血清中Gal-3及纤维化指标PⅠCP、TGFβ1表达水平的差异,明确三者在心力衰竭中的相关性;在体外利用AngⅡ构建病理性心肌纤维化细胞模型,明确Gal-3及纤维化表型蛋白TGFβ1的表达情况,进一步在瑞舒伐他汀干预后检测Gal-3及纤维化指标TGFβ1、Smad2、p-Smad2、Smad3和pSmad3的表达水平,探究瑞舒伐他汀对病理性心肌纤维化的作用及其机制。研究方法1.选取2021年3月1日-2022年8月25日于吉林大学白求恩第二医院心血管内科住院的125例患者为研究对象进行横断面研究,其中明确诊断为心力衰竭的患者纳入心衰组,共63例;同一时间段内于吉林大学白求恩第二医院心血管内科住院被诊断为缺血性心脏病、高血压和心律失常等其他心血管疾病而无心力衰竭诊断的患者纳入对照组,共62例。收集所有入组患者空腹静脉血,离心后将血清移至ep管内,冻存于-20℃冰箱。全部样本收集完成后,采用酶联免疫吸附剂测定的方法检测血清Gal-3、PⅠCP和TGFβ1的表达情况,并对结果进行统计学分析。正态性检验采用Shapiro-Wilk法,方差齐性检验采用Levene检验法,符合正态分布和方差齐性检验的计量资料应用t检验分析组间差异;不符合正态分布和(或)方差齐性检验的计量资料应用秩和检验分析组间差异;计数资料应用卡方检验进行组间比较。应用Spearman秩相关性分析分别检验Gal-3、PⅠCP和TGFβ1之间的相关性。2.利用AngⅡ刺激大鼠H9c2细胞,构建病理性细胞纤维化模型。使用western blot法检测不同浓度AngⅡ刺激下ColⅠ、α-SMA、Gal-3及TGFβ1的表达情况,明确造模是否成功及后续实验所需的最适刺激浓度,探究心肌纤维化模型中Gal-3与TGFβ1的关系。3.在心肌纤维化细胞模型中给予不同浓度的瑞舒伐他汀干预,应用western blot法检测ColⅠ、α-SMA、Gal-3、TGFβ1、Smad2、p-Smad2、Smad3及pSmad3的表达水平,明确瑞舒伐他汀对心肌纤维化的抑制作用,并探究其分子机制。研究结果1.心衰组患者血清Gal-3表达水平较对照组显著上调(11.20(8.71,12.96)比6.01(4.75,7.11),p<0.01);心衰组患者血清TGFβ1表达水平较对照组显著上调(21.20(15.74,24.64)比10.90(7.66,14.00),p<0.01);心衰组患者血清PⅠCP表达水平较对照组显著上调(143.05(112.19,172.30)比78.44(67.76,98.61),p<0.01),上述结果均具有统计学意义。使用Spearman相关性Immunomodulatory action分析检测Gal-3、PⅠCP及TGFβ1之间的相关性,结果提示:心衰组患者血清TGFβ1与PⅠCP的表达水平呈正相关(r=0.3679;p<0.01);心衰组患者血清Gal-3与PⅠCP的表达水平呈正相关(r=0.5102;p<0.01);心衰组患者血清Gal-3与TGFβ1的表达水平呈正相关(r=0.更多5741;p<0.01)。2.在AngⅡ诱导的心肌纤维化细胞模型中,ColⅠ及α-SMA的表达水平在AngⅡ浓度为1μM时开始增高,并随着AngⅡ浓度的升高逐渐增加,在AngⅡ浓度为2μM时达到最高。TGFβ1及Gal-3的表达水平在1μM AngⅡ刺激下与对照组相比无明显差异,在1.5μM AngⅡ刺激下开始升高,在2μM AngⅡ刺激下其表达水平最高。3.与对照组相比,ColⅠ及α-SMA在高剂量瑞舒伐他汀(RVS-H)组的表达无明显差异,而在2μM AngⅡ刺激24h后显著增高。与AngⅡ组相比,ColⅠ在AngⅡ+低剂量瑞舒伐他汀(AngⅡ+RVS-L)组及AngⅡ+中剂量瑞舒伐他汀(AngⅡ+RVS-M)组的表达无明显差异,在AngⅡ+RVS-H组中表达显著降低;α-SMA在AngⅡ+RVS-L组表达与AngⅡ组相比无明显差异,在AngⅡ+RVS-M及AngⅡ+RVS-H组中显著降低。与对照组相比,Gal-3、TGFβ1、p-Smad2/Smad2及p-Smad3/Smad3在RVS-H组的表达无明显差异,而在2μM AngⅡ刺激24h后显著增高。与AngⅡ组相比,Gal-3在AngⅡ+RVS-L组及AngⅡ+RVSM组的表达无明显差异,在AngⅡ+RVS-H组中表达显著降低;TGFβ1在AngⅡ+RVS-L组表达无明显差异,在AngⅡ+RVS-M组及AngⅡ+RVS-H组表达明显降低;p-Smad2/Smad2在AngⅡ+RVS-L组表达相比无明显差异,在AngⅡ+RVS-M及AngⅡ+RVS-H组中显著降低;p-Smad3/Smad3在AngⅡ+RVS-L组及AngⅡ+RVS-M组的表达与AngⅡ组相比无明显差异,在AngⅡ+RVS-H组中表达显著降低。结论1.心力衰竭患者血清Gal-3、PⅠCP和TGFβ1表达水平增高,Gal-3表达水平与PⅠCP及TGFβ1呈正相关,提示Gal-3可能通过与TGFβ1相互作用介导心力衰竭患者的病理性心肌纤维化。2.瑞舒伐他汀通过下调Gal-3及TGFβ1的表达,抑制TGFβ/Smad依赖性通路,从而发挥对病理性心肌纤维化的抑制作用。创新点及研究意义1.本研究通过收集临床血液样本及体外细胞实验,明确了Gal-3和TGFβ1在病理性心肌纤维化中的作用,并结合既往研究讨论了Gal-3与TGFβ1的关系,为心力衰竭患者病理性心肌纤维化机制的研究提供了理论基础。2.通过构建心肌纤维化细胞模型,探究了瑞舒伐他汀对病理性心肌纤维化的抑制作用及可能的分子机制,为临床上治疗心力衰竭患者提供新的思路,同时为进一步探究瑞舒伐他汀抗纤维化作用的分子机制提供理论基础。