氙气预处理减轻心肌缺血/再灌注损伤-VEGFR1介导的机制研究

Ischemia/reperfusion (I/R) injury is one of the main reasons of mortality and morbidity in the people suffered with cardiovascular disease. Preconditioning (PC) to evoke endogenous protection mechanism is the most effective therapy for I/R. Our pilot studies suggest that xenon PC contributes to protection from myocardial I/R injury via inhibiting inflammation. However, this protective effect can be eliminated by vascular endothelial growth factor receptor-1 (VEGFR1) blocker, suggesting xenon may exert its protective effects via VEGFR1. Interestingly, VEGFR1 was expressed on both leukocyte and endothelial cell, which participate in the inflammation via inflammatory factors up-regulation and their adhesion during myocardial I/R. We hypothesized, therefore, both leukocyte and endothelial cell were the target cells of xenon PC. In this research, VEGFR1 expression on both leukocyte and vascular endothelial cell (VEC) after I/R and/or xenon PC will be observed. Then using cell culture model and rat model of myocardial I/R in vitro, we test if xenon modulates inflammatory response via up-regulation of VEGFR1 in both leukocyte and VEC. To identify the role of VEGFR1 in myocardial I/R in vivo, VEGFR1 will be inhibited or activated before xenon PC, then inflammatory factors, leukocyte recruit in tissue, and myocardial function will be evaluated after I/R injury. Achievement of this project will provide a theory with xenon PC against myocardial I/R injury for clinic. More importantly, the involved mechanisms of VEGFR1 mediated inflammatory response pathway may contribute to finding new therapeutic target and protective strategies for I/R injury.

心肌缺血再灌注（I/R）损伤是导致心血管病患者并发症发生和死亡的主要原因之一，通过预处理（PC）启动内源性保护机制是减轻I/R的有效措施。我们的前期研究发现氙气PC能通过抑制炎性反应显著减轻心肌I/R损伤，但作用可被血管内皮生长因子受体1（VEGFR1）阻断剂阻断，提示氙气可能通过VEGFR1发挥保护作用。本课题拟通过细胞培养模型研究氙气预处理在白细胞和内皮细胞VEGFR1表达中的作用机制；采用体外细胞培养及离体心脏灌注模型，研究氙气通过上调白细胞和内皮细胞VEGFR1表达对炎性反应的调控作用及机制；并在整体动物上阻断或激活VEGFR1，验证氙气通过上调VEGFR1，从而抑制炎性反应，减轻缺血再灌注损伤。本课题不仅为临床和基础研究使用氙气预处理提供依据，更重要的是，本课题将通过探索I/R中VEGFR1介导的炎症反应通路，为寻找新的治疗靶点及保护措施提供初步的理论依据。

心肌缺血再灌注（I/R）损伤是导致心血管病患者并发症发生和死亡的主要原因之一，本课题通过研究氙气预处理（PC）对心肌组织VEGFR1信号通路的影响，寻找VEGFR1介导的氙气PC发挥保护作用的潜在机制。.在离体幼兔缺血/再灌注（I/R）心脏模型上，相比与I/R组，采用1倍肺泡最小有效浓度（MAC）和0.5MAC两种不同浓度氙气实施预处理可以减少再灌注45分钟后心肌梗死面积（P<0.05），同时伴有p-VEGFR1表达增高（P<0.05）。.在小鼠体心肌急性缺血/再灌注模型上，VEGFR1选择性激动剂胎盘生长因子（PlGF）减少心肌梗死面积和心梗指数，MF-1预处理增加心肌梗死面积和心梗指数，结果有统计学差异（P<0.05）。Tunel染色显示，缺血/再灌注导致心肌细胞凋亡，和I/R相比，采用外源性PlGF预处理可以减少急性心肌缺血/再灌注后的心肌细胞凋亡，而阻断VEGFR1增加细胞凋亡，凋亡指数差异有统计学意义（P<0.05）。Western Blot结果显示，p-VEGFR1在PlGF组的表达均高于于I/R组及MF-1预处理组。.建立原代心肌细胞缺氧/复氧模型，缺氧6小时后复氧4小时。CCK8检测各组小鼠原代心肌细胞活性，与Control组相比，OGD组（缺氧缺糖）和OGD+PLGF组细胞活性显著下调；与OGD组相比，OGD+PLGF组细胞活性显著上调。线粒体超氧化物红色荧光探针检测显示与Control组相比，OGD组和OGD+PLGF组细胞中线粒体超氧化物表达显著上调；与OGD组相比，OGD+PLGF组细胞中线粒体超氧化物表达显著下调，采用流式细胞技术检测心肌细胞凋亡指数，发现缺氧/复氧导致细胞凋亡，凋亡指数增加。采用VEGFR1特异性激动剂PIGF可以显著降低心肌细胞凋亡指数。.氙气预处理能通过激活VEGFR1，调节氧化应激介导的炎症反应减轻心肌I/R损伤； VEGFR1选择性激动剂PlGF通过激活通过抑制细胞中线粒体超氧化物表达，改善细胞活力，抑制细胞死亡，从而抑制炎性反应，减轻缺血再灌注损伤。本课题不仅为临床和基础研究使用氙气预处理提供依据，更重要的是，本课题通过探索I/R中VEGFR1介导的保护作用，为寻找新的治疗靶点及保护措施提供初步的理论依据。