白細胞介素17A對右側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)功能和活性的影響

袁申戌 黃兵 余鋰鐳 王夢龍 周麗平 江洪

近年來，有研究表明白細胞介素17A(IL-17A)與多種心血管疾病相關(guān)，如動脈粥樣硬化、高血壓、心肌梗死等[1]。近期研究發(fā)現(xiàn)IL-17A干預顯著惡化心肌梗死后缺血再灌注損傷以及遠期的心室重構(gòu)[2-4]。既往研究表明IL-17A可以誘導炎癥，而炎癥可以激活交感神經(jīng)[5-6]。同時右側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)(RSG)的激活是不適當竇性心動過速(IST)的重要環(huán)節(jié)[7]。所以筆者推測IL-17A可能可通過激活RSG在IST發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。筆者通過測定RSG功能、神經(jīng)活性、早期原癌基因(c-fos)和神經(jīng)生長因子(NGF)表達水平來評估IL-17A對于RSG的功能和活性的影響及其作用機制。

1 材料與方法

1.1實驗動物及準備 本研究由武漢大學動物實驗倫理委員會審核并批準，研究嚴格遵守由美國國立衛(wèi)生研究院出版的實驗動物保健和使用指南( NIH出版No.85-23，修訂于1996)。體重18～20 kg的健康成年雜種犬16只(由武漢大學人民醫(yī)院實驗動物中心提供)，隨機分為實驗組 (n=8)和對照組 (n=8)。經(jīng)3%戊巴比妥鈉30 mg /kg靜脈麻醉，每小時補充2 mg /kg 苯巴比妥鈉以維持麻醉狀態(tài)，氣管插管接動物呼吸機(型號MAO01746，哈佛儀器，霍里斯頓，美國)給予持續(xù)正壓通氣。在犬的下方放置一加熱墊以保持其體溫在36.5℃±1.5℃。分別穿刺左側(cè)股動脈、股靜脈并置入鞘管，股動脈通道用于監(jiān)測動脈血壓，股靜脈通道用于持續(xù)生理鹽水補液。將電極片固定于犬四肢表皮，以Ⅱ?qū)?lián)作為監(jiān)護導聯(lián)，連接LEAD7000多導電生理儀(錦江電子，成都，四川)持續(xù)檢測體表心電圖和動脈血壓。

1.2RSG內(nèi)給藥 右側(cè)第3肋間打開胸腔，暴露RSG所在區(qū)域，用電極導管高頻電刺激(HFS：頻率20 Hz，脈寬0.1 ms)時能引起心率上升最高的位點即為RSG。IL-17A試劑購自Sigma公司，利用生理鹽水將其配置成100 μg/ml置于-20℃冰箱保存，實驗前用生理鹽水將其稀釋至25 μg/ml。實驗組將1 ml IL-17A在直視狀態(tài)下均勻分4個注射點緩慢注射到RSG內(nèi)，使IL-17A充分進入RSG。對照組注射等體積的生理鹽水。

1.3RSG功能測定 根據(jù)我們既往研究[7]，將一根直徑0.1 mm 的銀絲插入RSG，連接刺激儀，以20 V的高頻刺激(HFS：頻率20 Hz，脈寬0.1 ms)尋找到刺激RSG時心率變化最大的位點，在該位點處固定銀金屬絲。分別在基礎(chǔ)狀態(tài)以及藥品注射后30 min以10、20、30、40、50V的高頻電刺激RSG測定HFS引起的最大心率變化百分比，以最大心率變化百分比代表RSG功能。

1.4RSG神經(jīng)活性測定 參照團隊既往研究[8]，將兩個鎢絲微電極用微型固定器并列固定，調(diào)整微電極尖端距離2～3 mm，微電極尖端插入RSG記錄神經(jīng)活性。電極連接PowerLab神經(jīng)活性記錄儀(AD Instruments, 澳大利亞)，采樣頻率設(shè)置為300～1 000 Hz，通過一個放大器(DP-304, 華納儀器, 美國)進行放大。神經(jīng)活性信號定義為高于噪音振幅3倍的記錄信號，尋找信噪比穩(wěn)定且大于3倍的位點，固定微電極并長時間記錄神經(jīng)信號。分別在基礎(chǔ)狀態(tài)和藥品注射后30 min記錄RSG神經(jīng)活性，采用Labchart分析軟件分析神經(jīng)活性頻率和振幅。

1.5RSG中c-fos和NGF測定 實驗結(jié)束后，在直視下留取RSG組織，用0.9%生理鹽水沖洗后迅速置于-80℃冰箱中備用。取適量RSG組織以二喹啉甲酸(BCA)法測定蛋白濃度，取50 μg蛋白上樣，采用10%SDS-PAGE膠電泳，目的蛋白充分分離后200 mA×50 min半干轉(zhuǎn)至PVDF膜。含5%脫脂奶粉的TBST封閉液浸泡PVDF膜，室溫搖床封閉1 h，封閉后用TBST洗膜5 min，共3次。將PVDF膜置于一抗(NGF、c-fos：Abcam，劍橋，英國)中4°C孵育過夜。添加相應(yīng)種屬的二抗室溫孵育1 h，TBST洗沖分洗滌PVDF膜，用Bio-RAD凝膠成像系統(tǒng)檢測目的條帶，以GAPDH為內(nèi)參分析c-ofs和NGF表達水平。

1.6統(tǒng)計學分析 所有計量資料均采用均數(shù)±標準差表示，所有分析采用SPSS 18.0 統(tǒng)計分析軟件( SPSS Inc．芝加哥，美國) 進行。組間比較采用兩樣本均數(shù)的t檢驗，組內(nèi)比較采用配對t檢驗。以P<0.05為差異有顯著性。

2 結(jié)果

2.1兩組RSG功能的比較 實驗組干預30 min后心率加快(P<0.05)，而對照組心率無明顯升高(P>0.05)。與對照組干預30 min后比較，實驗組心率加快作用顯著高于對照組(P<0.05)。見表1。

表1 兩組不同刺激電壓下基礎(chǔ)狀態(tài)和干預30 min后的最大心率變化百分比

注：與同組基礎(chǔ)狀態(tài)比較，*P<0.05；與對照組相應(yīng)時間比較，#P<0.05

2.2兩組RSG神經(jīng)活性的比較 實驗組干預后RSG神經(jīng)活性頻率和幅度顯著升高(P<0.05)；而對照組中無明顯改變(P>0.05)。且干預30min后，對照組RSG神經(jīng)活性放電頻率和振幅顯著低于實驗組(P<0.05)。見圖1、表2。

2.3兩組RSG中c-fos和NRG的比較 兩組干預前后具有代表性的RSG中c-fos和NGF電泳圖見圖2。與對照組比較，實驗組干預后RSG中c-fos和NGF的表達水平顯著升高(P均<0.05)。見表3。

圖1 RSG神經(jīng)活性變化

組別放電頻率/(次/分)放電振幅/mV對照組 基礎(chǔ)狀態(tài)50±80．04±0．01(n=8) 30min后58±100．05±0．01實驗組 基礎(chǔ)狀態(tài)48±100．04±0．01(n=8) 30min后148±22?#0．09±0．01?#

注：與同組基礎(chǔ)狀態(tài)比較，*P<0.05；與對照組相應(yīng)時間比較，#P<0.05

圖2 兩組干預后RSG中c-fos和NGF電泳圖

組別nc?fos相對蛋白水平NGF相對蛋白水平對照組80．55±0．090．11±0．03實驗組80．58±0．08#0．16±0．04#

注：與對照組比較，#P<0.05

3 討論

本研究主要發(fā)現(xiàn)向RSG中注射IL-17A可顯著增強RSG功能和活性，增加神經(jīng)相關(guān)蛋白表達水平。

星狀神經(jīng)節(jié)由脊髓發(fā)出的頸下神經(jīng)節(jié)與第一胸交感神經(jīng)融合而成，是交感神經(jīng)系統(tǒng)支配心臟的重要節(jié)點，其心下神經(jīng)支加入心叢，調(diào)節(jié)心臟活動。研究表明，左、右星狀神經(jīng)節(jié)對于心臟的調(diào)控具有偏側(cè)性，其中RSG主要調(diào)控竇房結(jié)的電活動，刺激RSG可以引起竇性心率加快，阻滯RSG則可以減慢心率，延長RR間期，對血壓幾乎沒有影響[9-11]。本研究結(jié)果中，HFS刺激RSG可顯著提升心率，同時IL-17A可顯著提高HFS刺激RSG所導致的最大心率變化百分比，增強RSG的功能。

IL-17A是IL-17家族成員中被報道最多的一個細胞因子。IL-17A參與到固有免疫與特異性免疫之中，誘導炎癥因子以及趨化因子的表達，從而招募更多的免疫細胞到達炎癥部位加劇機體的炎癥反應(yīng)[5, 12]。之前大量研究表明炎癥可以調(diào)控交感神經(jīng)活性。向大鼠穹隆下器官注射促炎因子TNF-α可以顯著提高腰椎和內(nèi)臟交感神經(jīng)活性并提升平均動脈壓[13]。筆者之前的研究發(fā)現(xiàn)直接向左側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)注射IL-1β可以直接激活左側(cè)星狀神經(jīng)節(jié)，并增加心肌梗死后室性心律失常的發(fā)生[6]。反之，利用非特異性的細胞因子合成抑制劑或者特異性的TNF-α抑制劑阻斷炎癥通路均可抑制交感神經(jīng)活性[14]。同時，炎癥反應(yīng)中大量聚集的炎癥細胞如成肌纖維細胞和巨噬細胞可以分泌NGF[15]。NGF是交感神經(jīng)生長、分化的生物學標志，被認為是啟動交感神經(jīng)病態(tài)生長的神經(jīng)生長因子[16]。c-fos蛋白在神經(jīng)元活動時表達活躍，被廣泛用于神經(jīng)快速激活的標志物[17]。這些研究表明炎癥反應(yīng)可以增加交感神經(jīng)活性。本研究在體神經(jīng)活性記錄提示IL-17A增強RSG神經(jīng)活性；同時增加c-fos和NGF表達，證實IL-17A可激活RSG。

筆者及其他學者的研究均證實抑制RSG活性可以顯著降低IST的發(fā)生[7,18]。IL-17A可能對于IST發(fā)生起到促進作用，因此通過靶向IL-17A的治療可能成為治療藥物難治性IST的新策略。

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