早期激活NRG-1/ErbBs靶点拮抗脓毒症心肌损伤心功能不全的研究

Cardiac dysfunction is a common complication in sepsis which induces high in-hospital mortality. Mechanisms such as myocardial injury, mitochondrial dysfunction and apoptosis, disorders of intracellular calcium regulation, endothelial dysfunction and coronary microcirculatory disturbance, circulating cardiodepressants, autonomic dysregulation are considered to be important in sepsis with cardiac dysfunction. Recent work implicates NRG-1/ErbBs signaling regulates multiple aspects of cardiovascular biology, involves in the cardiomyocyte structure, function, proliferation and survival, protects cardiomyocytes from apoptosis. NRG-1 increases mitochondrial function, SERCA2a activity and calcium uptake by the sarcoplasmic reticulum. NRG-1 regulates the vascular biology and angiogenesis. NRG-1/ErbBs plays a role in the maintenance of the autonomic nervous system. It is presumed that therapeutic targeted in NRG-1/ErbBs has cardioprotective effects in sepsis with cardiac dysfunction. In our previous study, we found NRG-1 could improve the cardiac function of the sepsis rats. Our further study aim is to investigate the NRG-1/ErbBs levels in different time points in the CLP sepsis models and to analysis whether NRG-1/ErbBs is suitable for early diagnosis for cardiac dysfunction in sepsis. We also design the administration of recombinant NRG-1 to the CLP sepsis models to observe the protective effects and its mechanisms of NRG-1/ErbBs in sepsis with cardiac dysfunction to provide theoretical basis for the diagnose and treatment for sepsis.

脓毒症心肌损伤心功能不全发生率及死亡率高，心肌细胞凋亡、线粒体功能障碍、钙调节紊乱，内皮损伤，心肌抑制因子激活，自主神经失衡为其主要机制。近年发现NRG-1/ErbBs有保护心肌细胞促进增殖抑制凋亡、调节线粒体功能和胞内钙循环，有维持内皮功能，调节心脏中自主神经平衡等心血管效应，且有抑制炎症因子、保护中枢和外周神经等效应，推测早期激活NRG-1/ErbBs可在脓毒症心肌损伤心功能不全复杂机制中发挥多靶点拮抗作用。项目组前期发现NRG-1早期干预可改善脓毒症大鼠心功能，抑制炎症反应。本项目拟进一步检测脓毒症大鼠不同时点NRG-1/ErbBs水平与心肌损伤、心功能、心肌抑制因子的相关性，并从心肌细胞及亚细胞水平、内皮细胞功能、心肌抑制因子、自主神经功能、下游信号通路等层面揭示早期激活NRG-1/ErbBs改善脓毒症心功能不全的多靶点机制，为脓毒症心功能不全早期诊断及治疗提供理论依据。

脓毒症心肌损伤心功能不全发生率及死亡率高，发生机制复杂治疗棘手。基于NRG-1/ErbBs信号通路在多层面的心肌保护中发挥重要作用，本项目拟验证早期激活NRG-1/ErbBs可在脓毒症心肌损伤心功能不全复杂机制中发挥多靶点拮抗作用，为脓毒症心功能不全早期诊断及治疗提供理论依据。项目自立项以来，通过了伦理委员会审批，按照研究计划，研究进度，实现了预期目标，简述如下：实验以健康SD大鼠为研究对象，分别采用盲肠结扎穿孔术（CLP）和脂多糖注射法制备脓毒症模型，建立对照组、脓毒症组及相应的NRG-1干预组，研究发现给予脓毒症大鼠NRG-1干预后，24小时生存率从50％提高到91.7％，血流动力学得到了明显改善，即平均动脉压（MAP），左心室收缩压（LVSP）和±dp/dt max均增加，而左心室舒张末期压（LVEDP）下降，大鼠心肌组织炎症因子TNF-α，IL-1β和IL-6显著降低，心肌细胞凋亡明显减少，钙调控蛋白RyR2的活动（p-RyR2，Ser2808），PLB的活动（P-PLB，Ser16/Thr17）显著增加。NRG-1干预可维护心肌细胞排列整齐，明显减轻脓毒症心肌纤维化，保持心脏结构和血管内皮细胞完整，血管壁周围由血管假性血友病因子(vWF)标记的血管内皮细胞百分比升高，逆转脓毒症致ICAM-1，VEGF和NO的高表达，维持血管的通透性，该效应与NRG-1调控Rho/ROCK1下游信号通路有关。NRG-1可以有效的减轻脓毒症心房肌纤维化及炎症反应，但是并不能有效降低房颤的发生，可能与NRG-1兴奋迷走神经，减小ICa,L、INa电流密度，增加IKur电流密度有关。项目执行期间，已培养硕士研究生8人，发表文章23篇，其中SCI收录文章10篇，参与国际学术会议交流2次，研究成果被国内外学者广泛引用，为NRG-1应用于危重症心肌损伤提供了强有力的理论依据。