广东药科大学学报
大鼠血清与心肌MMP ̄2、MMP ̄9、TIMP ̄1的相关性研究
李博维ꎬ周万兴ꎬ赵艳群ꎬ周玉良ꎬ崔晨霞
(广东药科大学附属第一医院心内科ꎬ广东广州510080)
摘要:目的研究大鼠血清与左室心肌组织中金属蛋白酶2、9(MMP ̄2、MMP ̄9)、金属蛋白酶组织抑制因子1(TIMP ̄1)水平的相关性ꎮ方法取材来源于本研究组前期实验中ꎬ将20只8周龄雄性原发性高血压大鼠(SHR)设为干预组ꎬ并随机分为2个亚组ꎬ每组10只ꎬ其中一组接受CD147(MMPs诱导剂)尾静脉注射ꎬ另一组除接受CD147注射外ꎬ加用多西环素(DOXꎬMMPs活性抑制剂)灌胃ꎻ另10只8周龄SHR及10只8周龄WKY大鼠设为非干预组ꎬ均予等剂量生理盐水尾静脉注射及灌胃ꎮ56d后处死ꎬ取血清及左室心肌组织ꎬ通过ELISA及Westernblot法分别检测血清与心肌组织MMP ̄2、MMP ̄9、TIMP ̄1水平ꎬ并统计血清与心肌组织MMP ̄2、MMP ̄9、TIMP ̄1的相关性ꎮ结果非干预组大鼠血清与左室心肌组织间TIMP ̄1及MMP ̄2/TIMP ̄1比值相关性较好ꎬ综合两组分析血清与左室心肌组织MMP ̄2/TIMP ̄1水平仍具明显相关性ꎮ结论大鼠血清与左室心肌组织中MMP ̄2/TIMP ̄1比值有较好的正相关趋势ꎮ关键词:相关性ꎻMMP ̄2ꎻTIMP ̄1ꎻ血清ꎻ心肌组织
中图分类号:R392.7 文献标志码:A 文章编号:2096 ̄3653(2019)04 ̄0542 ̄04DOI:10.16809/j.cnki.2096-3653.2019031502
StudyonthecorrelationbetweenserumandmyocardialMMP ̄2ꎬMMP ̄9andTIMP ̄1inrats
LIBoweiꎬZHOUWanxing∗ꎬZHAOYanqunꎬZHOUYuliangꎬCUIChenxia
(DepartmentofCardiologyꎬtheFirstAffiliatedHospitalofGuangdongPharmaceuticalUniversityꎬGuangzhou510080ꎬChina)∗
CorrespondingauthorEmail:171498881@qq.com
Abstract ObjectiveTostudythecorrelationofmetalloproteinase2 MMP ̄2 MMP ̄9andmetalloproteinasetissueinhibitor1 TIMP ̄1 betweenserumandleftventricularmyocardialtissueinrats.MethodsEightweeksoldmalespontaneoushypertensionrats SHR wereselectedastheinterventiongroupfromthepreliminaryexperimentofourresearchgroup whichwererandomlydividedinto2subgroups n=10/subgroup .TheywereinjectedwithCD147bytailvein orfedwithdoxycycline DOX bygavagesimultaneously.TheothereightweeksoldSHRandWKYratswerechosenasthenon ̄interventiongroup n=10/group .Theywereallgivenequaldosenormalsalinebyintravenousinjectionandgavage.TheserumandleftventricularmyocardialtissueweretakenandthelevelsofMMP ̄2 MMP ̄9andTIMP ̄1weredetectedbyELISAandwesternblotwhenalltheratswerekilled56dayslater.Thecorrelationsoftheabovedatawereanalyzed.ResultsThecorrelationbetweenserumandleftventricularmyocardialTIMP ̄1andMMP ̄2/TIMP ̄1ratiowasgoodinthenon ̄interventiongroup.Meanwhile therewasstillasignificantcorrelationbetweenserumandleftventricularmyocardialMMP ̄2/TIMP ̄1inthecomprehensiveanalysisinbothgroups.ConclusionTheMMP ̄2/TIMP ̄1ratioofserumhasasignificantpositivecorrelationwithleftventricularmyocardialtissueinrats.
Keywords correlation MMP ̄2 TIMP ̄1 serum myocardialtissue
收稿日期:2019 ̄03 ̄15
基金项目:广东省自然科学基金(S2012010008287)ꎻ吴阶平基金科研立项课题(320675012633)ꎻ广东省中医药科研项目
(20191203)
作者简介:李博维(1987—)ꎬ男ꎬ硕士ꎬ讲师ꎬ主要从事心血管领域研究ꎬEmail:bov_li@163.com
通信作者:周万兴(1962—)ꎬ男ꎬ教授ꎬ硕士生导师ꎬ主要从事心血管疾病心室重构的研究ꎬEmail:171498881@qq.comꎮ网络出版时间:2019 ̄07 ̄039:57:46 网络出版地址:http://kns.cnki.net/kcms/detail/44.1733.R.20190703.0957.002.html
第4期 李博维ꎬ等.大鼠血清与心肌MMP ̄2、MMP ̄9、TIMP ̄1的相关性研究543
MMP ̄2、 ̄9作为基质金属蛋白酶(MMPs)家族的其中一员ꎬ多数分布于心肌组织中[1]ꎬ既往大量研究发现多种心血管疾病导致的心室重构过程与MMP ̄2、 ̄9及其内源性抑制剂———金属蛋白酶组织抑制因子1(TIMP ̄1)的水平和比值有较密切的关系ꎬ且通过改变上述蛋白水平或比值可有效改善心临床试验中多通过测定患者血清相关蛋白水平进行2、 ̄9、TIMP ̄1水平具有相关性ꎮ因此本实验就这一室重构[2 ̄4]ꎮ然而由于心肌组织难以获取ꎬ研究者在研究ꎮ但目前尚无研究证实血清与心肌组织MMP ̄
称质量ꎬ用10%(φ)水合氯醛(0.3~0.4mL/100g体质量)经腹腔注射进行全身麻醉ꎬ胸部备皮后取仰5mL注射器在肾水平处穿刺血管采血3~5mLꎬ用并分离左室ꎬ用生理盐水冲洗干净并用滤纸吸干组1.5 心肌组织MMP ̄2、MMP ̄9、TIMP ̄1蛋白的检测织水分ꎬ并保存在 ̄80℃冰箱备用ꎮ
卧位固定并开腹解剖ꎬ钝性分离出下腔静脉后ꎬ用于检验各蛋白水平ꎬ采血后迅速打开胸腔切除心脏ꎬ
将 ̄80℃保存的心肌组织用玻璃研磨器置于冰上研磨ꎬ并用全细胞裂解液(含PMSF)进行裂解问题进行探讨ꎬ尝试为临床评估心室重构的新手段提供理论依据ꎮ
1 材料与方法
1.1 司Siemens)ꎻHP5500主要仪器
涡旋振荡器心脏彩色多普勒超声仪(飞利浦公
Forma台式高速冷冻离心机公司公司)ꎻ)ꎻ ̄80(江苏低速冷冻离心机℃超QL ̄901)ꎻ ̄20低温℃冰箱(德国(德国Heracus(冰德国箱(公司Sigma美国)ꎻElx500公司Thermo)ꎻ酶标仪(美国Biotek公司)ꎻUVS ̄99紫外分光光度计1.2 (ACTGENE)ꎻElx500主要药品及试剂
酶标仪(美国Biotek公司)ꎮ
人重组CD147蛋白(美国R&D公司)ꎻ多西环素粉剂(Sigma公司)ꎻ大鼠MMP ̄2ELISA试剂盒(美国CD147AbnovaELISA公司试剂盒)ꎻ大鼠(美国TIMP ̄1ELISAR&D公司试剂盒)ꎻAnti ̄MMP ̄
、大鼠2抗体(美国)ꎻAnti ̄CD147Abgent公司抗体)ꎻAnti ̄TIMP ̄1(英国Abcam抗体公司(美国1.3 R&D龄SPF10实验动物
公司)ꎮ
级原发性高血压大鼠只8周龄SPF级WKY(雄性大鼠SHR)雄性大鼠均购ꎬ30只8周11400700025288ꎮ
于北京维通利华实验动物技术有限公司ꎬ合格证号:
1.4 实验取材来源于本研究组的前期实验实验设计及取材
[5 ̄6]鼠分组如下:20只8周龄雄SHR随机分为2组ꎬ将大
ꎬ每
组10只ꎮ其中一组接受人重组CD147蛋白(MMPs诱导剂)尾静脉注射ꎬ另一组除接受CD147注射外ꎬ加用多西环素粉剂(DOX、MMPs活性抑制剂)溶于生理盐水后灌胃ꎬ本实验将上述两组归为干预组ꎮ另有10只8周龄SHR与10只8周龄WKY大鼠均接受等剂量生理盐水尾静脉注射及灌胃ꎬ本实验将这两组归为非干预组ꎮ饲养56d后(16周龄)统一
心3030minminꎮ后ꎬ12取000上清r/minꎬ4液用Western℃台式高速冷冻离心机离blot方法进行1.6 ꎮ
测定[5]抽取大鼠血液后自然凝固血清MMP ̄2、MMP ̄9、TIMP ̄110蛋白的检测
~20minꎬ3000
r于/min ̄20低速冷冻离心机离心℃冰箱保存ꎬ用ELISA10方法进行测定minꎬ吸取上清液置[7]1.7 使用统计学分析
ꎮ
SPSS21.0统计软件ꎬ计量资料用均数±标
准差表示ꎮ组间比较方差齐时用单因素方差分析ꎬ两两比较采用LSD法ꎻ方差不齐时用非参数检验ꎮ两变量相关性采用Pearson相关分析ꎬP<0.05为差异有统计学意义ꎮ
2 结果
2.1TIMP ̄1 大鼠血清与左室心肌组织MMP ̄2、MMP ̄9、 MMP ̄2、 干预组及非干预组大鼠血清水平及比值
MMP ̄9、TIMP ̄1水平及、左室心肌组织中MMP ̄9/TIMP ̄1比值见图1ꎮMMP ̄2/TIMP ̄1、
蛋白水平及变化趋势可详见两组之间心肌组织各本研究组的前期实验[5 ̄6]异无统计学意义ꎮ两组间心肌组织中(P>0.05)ꎬMMP ̄2但与非干预组相比/TIMP ̄1比值差ꎬ干预组(平差异均无统计学意义P<0.05)ꎮ心肌组而在血清中织中MMP ̄9ꎬ(两组间/TIMP ̄1P>0.05)ꎬMMP ̄2、MMP ̄9比值明显减少干预组TIMP ̄1水水平较非干预组有所减少(ꎬ差异无统计学意义P>0.05)ꎮ另外ꎬ两组间血清但差异无统计学意义TIMP ̄1比值较非干预组增加(P>0.05)ꎬ但干预组血清MMP ̄2/TIMP ̄1比值(P<0.05)ꎮ
MMP ̄9/MMP ̄2无论是在干预组还是在非干预组中/TIMP ̄1比值均比血清中相关比值高ꎬ心肌组织
0.05)ꎮ在非干预组中心肌组织MMP ̄9/TIMP ̄1(P<
较血清中相关比值高ꎬ而在干预组中恰好相反ꎬ血清
比值
544
项结果差异均有统计学意义(P<0.05)ꎮ
广东药科大学学报
2.50第35卷
P<0.001,r=0.758P-1MMP ̄9/TIMP ̄1比值高于心肌组织中相关比值ꎬ两
2.00血清心肌组织MMP-2(ng/mL)
及300△
#
血清心肌组织MMPM-9(MPng-2
/mL)白血清蛋平心肌组织TIMPM-9M(Pn-g9/mL)血清各水200
心肌组织MMPT-I血清M2MP-1M/TIMP-1(%)肌值心肌组织MMP-M9M/TPPI-M2/-9PT/T-I1MP-1(%)I(M%P)-1(%)
心比△
*与关100△
△
清相血0
非干预组干预组
与非干预组心肌组织比较:∗P<0.05ꎻ与非干预组血清比较:#P<0.05ꎻ与同组血清比较:△P<0.05ꎮ
图1 大鼠血清与左室心肌组织MMP ̄2、MMP ̄9、TIMP ̄1水
平及比值
Figure1 LevelsandratiosofMMP ̄2ꎬMMP ̄9andTIMP ̄1in
serumandleftventricularmyocardialtissueofrats
2.2 9 、TIMP ̄1两组大鼠血清与左室心肌组织MMP ̄2、MMP ̄MMP ̄9、TIMP ̄1 干预组大鼠血清与左室心肌组织中水平及比值的相关性
MMP ̄2、MMP ̄2性/蛋白水平无明显相关性(P>0.05)ꎬMMP ̄9(P>0.05)ꎮTIMP ̄1、MMP ̄9/TIMP ̄1比值也无明显相关TIMP ̄1蛋白水非干预组大鼠血清与心肌中平也无明显相关性(P>0.MMP ̄2、2但/TIMP ̄1呈正相关MMP ̄9呈明显正相关(P<0.05ꎬ/TIMP ̄1比值无明显相关性(Pr<0=0.521ꎬ.001ꎬr图=2)ꎬ且05)ꎬMMP ̄但
ꎮ
0.758ꎬ图3)ꎬMMP ̄2、MMP ̄9、TIMP ̄1两组数据综合分析ꎬ血清与左室心肌组织中
(蛋白水平均无明显相关性值呈显著正相关P>0.05)ꎬ血清及心肌组织中的TIMP ̄1比值无明显相关性(P<0.001ꎬMMP ̄2/TIMP ̄1比(r=P>0.05)ꎮ
0.568ꎬ图4)ꎬMMP ̄9/100P<0.05,r=0.521
P-180TIM清60血4020
0.000.100.200.300.400.500.60
心肌组织TIMP-1
图2 非干预组大鼠血清与心肌组织TIMP ̄1的相关性Figure2 CorrelationofTIMP ̄1betweenserumandmyocardial
tissueinthenon ̄interventiongroup
IM1.50P-2/TMM1.00清血0.500.000.001.002.003.004.005.00心肌组织MMP-2/TIM-1图3 非干预组大鼠血清与心肌组织MMP ̄2/TIMP ̄1的相
关性
Figure3 CorrelationofMMP ̄2/TIMP ̄1betweenserumand
myocardialtissueinthenon ̄interventiongroup
2.50P<0.001,r=0.586
P-12.00IM1.50P-2/T1.00MM清0.50
血0.00
0.01.02.03.04.05.0
心肌组织MMP-2/TIMP-1
图4 综合两组血清与心肌组织MMP ̄2/TIMP ̄1的相关性Figure4 CorrelationofMMP ̄2/TIMP ̄1betweenserumand
myocardialtissueinbothgroups
3 讨论
本实验发现大鼠血清中MMP ̄2、MMP ̄9水平经
CD147明显[5 ̄6]诱导后变化趋势并不如心肌组织中相关蛋白平无明显相关性ꎬ且与左室心肌组织ꎬ可能与以下因素有关MMP ̄2、MMP ̄9:本实验中干蛋白水预组大鼠均接受CD147药物干预ꎬ部分同时接受DOX主要抑制干预[5 ̄6]MMPsꎮ其中活性DOXꎬ一般不影响其蛋白水平是MMPs的广谱拮抗剂[8]ꎬ但MMPs(CD147作为MMPs的天然诱导物ꎬꎮ水平及基因表达均有上调作用如:MMP ̄2、 ̄8、9、 ̄14、MT1 ̄MMP对体内多种[9]等)的蛋白14、MT1 ̄MMP也会影响MMP ̄2、 ̄9ꎮ同时MMP ̄8、 ̄(如蛋:白介素白水平[1ꎬ9]此外ꎬCD147还对多种炎性因子18、环ꎮ孢素A等)起上调作用ꎬ这些炎性因子也可以进一步影响MMP ̄2、 ̄9蛋白水平[9]想真实反映血清与左室心肌组织中ꎮ上述结果提示MMPs的相关
ꎬ要第4期 李博维ꎬ等.大鼠血清与心肌MMP ̄2、MMP ̄9、TIMP ̄1的相关性研究
BasicClinPharmacolToxicolꎬ2014ꎬ115(4):301 ̄314.
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性ꎬ首先须排除外界干扰因素ꎮ但是ꎬ在剔除CD147的干预因素后ꎬ非干预组大鼠血清与左室心肌组织MMP ̄2、 ̄9相关性仍不明显ꎮ这可能由于MMP ̄2、 ̄9除分布于心肌组织外ꎬ还可见于成纤维细胞、血管内皮细胞、骨骼肌及多种肿瘤细胞中ꎬ既往研究发现这些细胞中的MMP ̄2、 ̄9也有一定影响作用[10]ꎮ可见ꎬ血清中的MMP ̄2、 ̄9蛋白水平是机体多部位、多因素综合反应的体现ꎬ未必能单独反映心肌组织相应蛋白的水平ꎮ
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CD147/TIMP ̄1比值有良好的相关性ꎬ且当剔除TIMP ̄1以及MMPs比值DOX的相的干扰因素后关性更为ꎬ两者之间MMP ̄2/共价结合的特异性抑制剂明显ꎮTIMP ̄1作为MMPs的催化区域ꎬ可以在等分子量下ꎬ阻止MMPs与底物结1∶1非合而调节MMPs活性[10]的病变ꎮ部有位研中ꎬ究MMP ̄2、ꎬ认为心TIMP ̄1在多种疾病状态下室重构之的间发均生可是相ꎬ由互不同影响
[11 ̄12]
MMPs、TIMPs于
清中的MMPs失衡所致/TIMPsꎮ比既往也有临床研究发现血值与心室重构指标相关[13 ̄15]要的衡量指标ꎮ而MMP ̄2ꎬ且本实验发现大鼠血清与左室心肌/TIMP ̄1比值正是其中一类重中两者比值具有良好相关性2、TIMP ̄1ꎬ这可能是由于MMP ̄用ꎬ但两者的变化趋势仍与心肌组织中的相似蛋白虽然在全身多组织中分布并相互作ꎮ但本实验发现无论在干预组还是非干预组中ꎬ血清与左室心肌组织的MMP ̄9/TIMP ̄1含量均无明显相关性ꎮ过去也有一些实验发现类似的结果ꎮ如Garcia等[7]发现不同血压的患者血清中ꎬMMP ̄2及MMP ̄9水平及活性的变化趋势并不一致:随着血压增高ꎬ血清MMP ̄9水平的增幅更大ꎬ但心肌组织MMP ̄9水平是MMP ̄9否存在同样趋势尚未可知ꎮ而血清与心肌MMP ̄9水平增幅不匹配/TIMP ̄1相关性不明显的原因之一ꎬ可能是本实验中血清与心肌ꎮMMP ̄2总之/TIMP ̄1ꎬ本研比值有较好的相关性究发现大鼠血清与ꎮ心由于心肌组肌组织中
织难以在临床实验中获取MMP ̄2/TIMP ̄1比值可能可以代替心肌组织中的相
ꎬ本研究结果提示血清中关蛋白ꎬ成为评估患者心室重构的指标ꎮ血清蛋白与心肌组织蛋白水平的相关性还需进一步研究ꎮ
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