ERK1/2在大鼠心肌缺血预处理中的作用_心肌缺血是什么原因造成的
摘要：目的 探讨缺血预处理（IPC）对大鼠心肌缺血再灌注(I/R）心律失常的影响以及细胞外信号调节的蛋白激酶（ERK1/2）在IPC中的作用。方法 健康雄性Wistar大鼠16只，随机分为 (I/R)组和IPC组，观察标准肢体导联（Ⅱ）导的心电图，并用Westernblotting方法测定心肌ERK1/2的磷酸化表达。结果 IPC组心律失常评分、ERK1/2磷酸化表达显著低于I/R组（P<0.01）。结论 IPC可能通过增强心肌ERK1/2活性而保护心肌，减轻大鼠缺血再灌注心律失常的严重程度。
关键词：缺血预处理； 缺血再灌注； 细胞外信号调节的蛋白激酶
中图分类号：R542.2 R256.2文献标识码：A 文章编号：16721349（2012）08096602
1986年Murry等［1］首次提出了缺血预处理 (ischemic preconditioning,IPC)的概念：预先反复短暂缺血再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)可以提高心肌组织对随后较长时间缺血的耐受性。IPC是迄今为止对心肌保护作用最强的机体内源性保护机制。丝裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）家族在细胞分化、发育、存活及死亡等生理过程中发挥着重要的作用。细胞外信号调节的蛋白激酶（extracellular signal regulated protein kinases,ERK）是MAPK家族重要成员之一。ERK转导通路不仅涉及心肌细胞的信号转导、生长等生理过程，而且与心肌细胞的肥厚和凋亡等病理过程密切相关。ERK在IPC中的变化及意义仍存在争议。本研究旨在观察IPC对大鼠缺血再灌注心律失常和心功能的影响以及ERK1/2在IPC中的作用，从而探讨缺血预处理的保护机制。
1 材料与方法
1.1 材料 健康雄性Wistar大鼠16只，体重150 g～180 g，由首都医科大学实验动物部提供；抗磷酸化MAPK（Thr202/Thy204）购自美国Promega公司；羊抗兔IgG抗体辣根过氧化物酶标记购自北京中山公司；WesternBlotting 发光试剂盒购自美国Santa Cruz。
1.2 方法 所有动物均为自由饮水、自由摄食。8周后，戊巴比妥钠（45 mg/kg）腹腔注射麻醉。气管插管连接动物人工呼吸机。结扎和松开冠状动脉左前降支复制心肌I/R模型；采用缺血5 min/再灌注5 min两次造成IPC。用四导生理记录仪持续监测标准肢体导联（Ⅱ）导的心电图，并通过高速数据采集卡输入计算机。参考Cutis和Raringgervoa等［2，3］的标准对心律失常进行评分。0分：无心律失常或仅有室性早搏（<5次）；1分：仅有室性早搏（≥5次）；2分：仅有一阵室性心动过速（<60 s）；3分：一阵心动过速（≥60 s）或多阵心动过速（累积<60 s）；4分：多阵心动过速（累积≥60 s）；5分：出现室颤（非不可逆性）；6分：出现不可逆性室颤或死亡。实验结束后，迅速取出心脏置液氮中，采用Westernblotting分析方法检测心肌中ERK1/2的磷酸化表达。
1.3 实验分组 IPC组：大鼠手术后经缺血5 min/再灌注5 min两轮后，给予缺血60 min/再灌注30 min处理后取心脏；I/R组：大鼠经手术后观察20 min，然后给予缺血60 min/再灌注30 min处理后取心脏。
1.4 统计学处理 采用SPSS14.0统计软件包处理。计量资料以均数±标准差（x±s）表示，采用t检验。
2 结 果
缺血60 min及再灌注期间，IPC组心律失常评分显著低于I/R组（P<0.01）；IPC组大鼠心肌ERK1/2磷酸化表达明显高于I/R组。详见表1和图1。
3 讨 论
本实验以在体大鼠模型研究IPC现象，发现在短阵IPC后，再给予缺血再灌注处理时，IPC组大鼠缺血再灌期的心律失常评分较IR组显著降低，说明IPC能够减轻大鼠缺血再灌注心律失常的严重程度,这与既往的研究结果一致［4］。近年来，以受体激活为起点，以细胞内信号转导为主线构成IPC保护机制研究的重点。MAPK是信号从细胞表面传导到细胞核内部的重要传递者。ERK
是MAPK家族成员之一，至少包含ERK1和ERK2两个亚型。它的信号传递途径是涉及调剂细胞生长、发育和分裂的信号网络中心，其基本的信号传递步骤是：RasRafMEKERK。目前多数研究表明ERK1/2的激活参与IPC的保护作用。Schaper 等的研究发现，用ERK的抑制剂PD098059能够消除猪IPC诱导的早期保护作用，而预处理期间ERK1和ERK2的活性升高，表明ERK参与IPC的心脏早期保护作用［5］。Choid等［6］研究表明ERK1/2激活可能是大鼠海马神经元IPC保护作用的机制之一。近年我国也有学者研究指出ERKMAPK信号转导通路在IPC过程中能够通过抑制Rho激酶的活性从而减弱大鼠缺血/再灌注引起的心肌细胞凋亡［7］。这与本实验研究结果一致。也有研究不支持ERK参与IPC的保护作用。Kim 等的研究表明IPC引起的早期保护中，ERK1的激活是暂时的，并不参与IPC引起的心肌梗死面积的减少［8］。而Namura等的［9］研究结果显示ERK介导了神经元的死亡。这可能与动物的种属和实验模型有关。
总之，本研究结果表明IPC组大鼠心肌ERK1/2表达明显高于IR组，提示ERK1/2激活可能是IPC心肌保护作用的产生机制之一。
参考文献：
［1］ Murry CE,Jennings RB,Reimer KA.Preconditioning with ischemia:A delay of lethal cell injury in ischemic myocardium［J］.Circulation,1986，74(5):11241136.