等长收缩训练促进缺血心肌侧支动脉生成的作用及机制

This study is a continuation of several projects supported by National Natural Science Foundation and Jiangsu Province Foundation. The previous restults showed that myocardium ischemia could faciliate collateral formation. But it is difficulty to induce myocardium ischemia dirrectly. Isometric exercise(IE) could improve perfusion of ischemic myocardium, but no one knows the mechanism.So we proposed the hypothesis that IE could ficilitate the arteriogesis in ischemic myocardium through fluid shear stress increase induced MCP-1/FGF-2 axis activation. In order to demonstrate this hypothesis, animal models of acute and chronic myocardiam ischemia were established, contrast-enhanced sonography，digital subtraction angiography, microsphere and immunohistochemical of capillary density, monocyte invation and smooth muscle cells proliferation were emplored to observe the IE induced arteriogenesis. MCP-1 and FGF-2 inhibitor were used to observe the effect of MCP-1/FGF-2 axis in the IE induced arteriogenesis. Quantitative and comparative proteomics analysis were used to observe the differential protein in this progress. If the hypothesis proved, it will provide a safe, effective and economic rehabilitation treatment for patients with coronary artery disease.

本课题是数个国基金课题及省课题延续，前期研究证实心肌缺血刺激可以促进侧支生成，但直接诱发缺血临床操作困难且有安全性顾虑。等长收缩训练（IE）可以改善缺血心肌血流灌注，但其机制未明。为此课题组提出研究假说即IE可通过血压增加提高血管壁剪切力，激活MCP-1/FGF2轴从而促进缺血心肌侧支动脉生成。为证明该假说，本研究通过建立犬急\慢性心肌缺血模型，测定IE时血流动力学、超声测定计算血管壁剪切力，采用超声对比显像，DSA显像，微球测定血流，免疫组化测定毛细血管密度、单核细胞入侵及平滑肌细胞增殖情况观察IE对动脉生成的促进作用。采用Bindarit及FGF2单克隆抗体分别抑制单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）和成纤维细胞生长因子（FGF-2），同时结合蛋白质组学观察此过程中差异蛋白，探讨IE促动脉生成的分子生物学机制。研究假说如果得到验证,将为缺血性心脏病患者的临床和康复治疗提供新途径。

本课题是数个国基金课题及省课题延续，前期研究证实心肌缺血刺激可以促进侧支生成，但直接诱发缺血临床操作困难且有安全性顾虑。等长收缩训练（IE）可以改善缺血心肌血流灌注，但其机制未明。本研究通过建立急\慢性心肌缺血模型，测定IE时血流动力学、超声测定计算血管壁剪切力，采用超声对比显像，DSA显像，微球测定血流，免疫组化测定毛细血管密度、单核细胞入侵及平滑肌细胞增殖情况观察IE对动脉生成的促进作用。通过分别抑制单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）和成纤维细胞生长因子（FGF-2），同时结合蛋白质组学观察此过程中差异蛋白，探讨IE促动脉生成的分子生物学机制。研究结果发现：1.等长收缩训练可以通过升高血压，提高血管剪切力水平从而促进犬慢性缺血心肌侧支动脉生成。与被动等长收缩训练相比，主动等长收缩训练促进作用更明显。2.等长收缩运动训练可以增加大鼠缺血心肌中MCP-1的表达，从而促进缺血心肌侧支动脉的生成。3.等长收缩训练可通过促进 FGF-2 及其受体表达，从而促进远隔缺血心肌的侧支动脉生成，改善缺血区域的血流灌注。 .这都将为缺血性心脏病患者的临床和康复治疗提供新途径。