右美托咪定预处理抑制肥大细胞脱颗粒在心脏抗I/R损伤中的机制研究

Perioperative cardiovascular events are major causes of morbidity and mortality in patients undergoing procedures. Pharmacological intervention can reduce risk of perioperative cardiac complications. Dexmedetomidine is a highly selective α2 adrenoreceptor agonist. Recently it has been demonstrated that it has cardioprotective effects, while the exact mechanisms of its cardioprotective effects are still unclear. Recent studies indicate that induction or prevention of mast cell degranulation will exert cardioprotection effects. Our preliminary findings demonstrate that dexmedetomidine can decrease infarct size and attenuate myocardial injury following ischemia/reperfusion and that mast cells play important role in the effect. We hypothesize, therefore, that dexmedetomidine exerts cardioprotective effect via inhibition of mast cell degranulation. To validate the hypothesis, we will study that dexmedetomidine prevent mast cell degranulation by co-culturing mast cells and myocardial cells in vitro and further confirm it in vivo. This study will also explore the molecular mechanism underlying prevention of mast cell degranulation in myocardia, and provide the theory basis for perioperative cardioprotection.

围手术期心血管事件是导致手术患者病死率的主要因素，药物干预可减少围手术期心脏并发症风险。右美托咪定为高选择性α2受体激动剂，具有心脏保护作用，但保护作用的确切机制尚不明确。近年研究发现，促进或抑制肥大细胞脱颗粒与心脏保护有密切关系。我们的前期研究表明，右美托咪定可减少缺血/再灌注心肌的梗死面积，减轻缺血/再灌注损伤，肥大细胞起重要作用，但机制有待进一步探讨。为此，我们提出假说，右美托咪定可能通过抑制肥大细胞脱颗粒产生心脏保护效应，为了验证这一假说，我们将通过细胞实验明确右美托咪定抑制肥大细胞脱颗粒；用大鼠在体和离体心脏缺血/再灌注模型进一步证明右美托咪定抑制肥大细胞脱颗粒，从而保护心肌细胞，结合分子生物学实验，明确右美托咪定抑制肥大细胞脱颗粒的分子机制和信号通路，为将来围手术期心脏保护提供理论基础。

心肌缺血/再灌注（Ischemia/reperfusion, I/R）损伤是围术期多见的一种病理过程，指在缺血的基础上恢复血流而致损伤加重，可导致心律失常、心功能障碍等，甚至危及患者生命。右美托咪定是一种α2-肾上腺素能受体激动剂，因其镇静、镇痛等作用广泛应用于临床。近几年研究发现，右美托咪定还具有心脏保护作用，但其具体机制尚不明确。肥大细胞是机体固有免疫细胞，在心脏中主要分布于心肌、动脉粥样硬化斑块、主动脉瓣等区域，通过脱颗粒释放各类生物活性介质参与心血管疾病发展。右美托咪定可以减轻心肌I/R损伤，但其是否通过抑制肥大细胞脱颗粒而发挥保护作用，尚缺乏研究。.本研究分细胞实验、离体动物实验和在体动物实验三部分进行，通过构建共培养体系、离体Langendorff灌流全心缺血/再灌注模型和在体心肌缺血/再灌注模型，采用肥大细胞促分泌剂Compound 48/80、右美托咪定进行不同干预，探索右美托咪定是否能够稳定肥大细胞产生心脏保护作用及其保护效应的下游机制。结果显示，缺血/再灌注会导致血流动力学障碍、心肌梗死，诱发心律失常，升高心肌组织病理学评分、cTnI水平及心肌细胞凋亡率，同时伴随肥大细胞脱粒率及脱颗粒标志物Tryptase显著增加，使用肥大细胞促分泌剂Compound 48/80进一步加重这些损伤，但右美托咪定预处理可改善。此外，使用Compound 48/80增加HMGB1、TLR4、NF-κB p65表达，但右美托咪定预处理可部分减轻上诉改变。同时，在动物实验研究的基础上，团队进一步观察了临床中实施体外循环心脏瓣膜置换术的患者应用右美托咪定的效应，观察到使用右美托咪定降低低心排综合征和恶性心律失常发生率，伴随术中及术后cTnI和Tryptase水平降低。.此次研究表明，右美托咪定预处理可以通过抑制肥大细胞脱颗粒以及炎性相关信号通路HMGB1/TLR4/NF-κB，减轻缺血/再灌注导致的心肌损伤。