"心肌灌注单元"内皮屏障功能在心肌缺血-再灌注损伤产生和保护中的核心作用和机制

Myocardial reperfusion injury has been the main obstacle to myocardial protection in the times of myocardial reperfusion therapy for acute myocardial infarction (AMI). Our previous studies have demonstrated that injury of microvascular endothelial function is the central mechanism of myocardial no-reflow. In this study, we further hypothesized that, within the "myocardial perfusion unit" composed by the closely connected endothelial cells and cardiomyocytes, injury and protection of the endothelial barrier ( inter-endothelial junction protein complex) function is the central mechanism for the development and protection of myocardial ischemia-reperfusion injury, and eNOS is the pivotal protector for endothelial barrier function. To testify his scientific hypothesis, in vivo study will be performed in VE-cadherin and eNOS gene knockout mice, with the help of pathological, confocal immunohistological, and molecular biological methods. The role and mechanism of endothelial barrier function in the protection of protector of endothelial barrier function (sphingosine-1-phosphate, S1P) and agonist of RISK pathway (statin and ischemic preconditioning) against myocardial ischemic reperfusion injury (including myocardial inflammation, oxidative stress, mitochondrial injury, apoptosis, autophagy, and necrosis) will be studied, and the role and mechanism of eNOS in protection of endothelial barrier function will be studied as well. The results of present study will be helpful for us to clarify the mechanisms of myocardial ischemic reperfusion injury, and be helpful either for our future development and application of cardioprotection drugs in the clinical setting after revascularization of AMI.

"心肌缺血-再灌注损伤"保护已成为急性心肌梗死再灌注治疗时代的国际难题。我们在系列研究发现"微血管内皮功能损伤和保护是心肌'无再流'产生和防治的核心机制"基础上，进一步假设：在相邻内皮-心肌细胞一体的"心肌灌注单元"中，内皮屏障（内皮间连接蛋白复合体）功能损伤和保护是"心肌缺血-再灌注损伤"产生和保护的核心机制，而eNOS是其核心保护因子。为验证该假设，拟以VE-cadherin和eNOS基因敲除小鼠造模，以内皮屏障功能保护因子1-磷酸鞘氨醇（S1P）为阳性对照，他汀和IPC作为预处理，以病理学（包括超微结构）、免疫共聚焦和分子生物学等方法，研究内皮屏障功能损伤和保护对下游心肌缺血-再灌注损伤病理生理过程，包括炎症反应、氧化应激、线粒体损伤、细胞凋亡、自噬和坏死等的核心作用和机制，以及eNOS对内皮屏障功能的保护作用和机制。为临床防治心肌缺血-再灌注损伤及新药研发提供全新策略和科学依据。

随着心血管疾病诊疗技术的发展，冠心病治疗已经进入再灌注治疗时代，但时再灌注治疗也带来了新的问题和挑战，其中"心肌缺血-再灌注损伤"保护已成为急性心肌梗死再灌注治疗时代的国际难题。基于前期实验研究，本课题致力于探索心脏微血管内皮功能在保护缺血再灌注心肌中的作用并阐明其分子机制和信号通路。经过动物实验和细胞实验，明确了保护微血管内皮屏障有助于保护缺血再灌注损伤心肌。实验结果证明，通心络可以上调微血管内皮细胞中SUR2、 eNOS、 VE-cadherin、β-catenin、γ-catenin、P-selectin 的表达以及eNOS、 iNOS和PKA的活性，增强内皮细胞连接和内皮屏障，减少缺血再灌注后心肌无复流和坏死面积。进一步实验结果显示，通心络内皮保护机制多样，不仅可激活MERK/ERK信号通路诱导H/R心血管内皮细胞自噬来减少CMECs凋亡，保护CMECs功能和内皮屏障，还能够通过neuregulin1/ErbB信号通路促进心脏微血管内皮增殖和迁移以及减轻缺血再灌注损伤，通心络保护内皮细胞有一定的浓度依赖性，且在800ug/mL时作用效果最佳。通心络除了对心脏微血管内皮有保护作用，对缺血缺氧处理后心肌细胞也有十分显著的保护作用并且呈现出浓度依赖性，研究结果显示，400ug/mL通心络可最为显著的改善H/R心肌细胞存活能力和凋亡率，最大程度保护心肌细胞线粒体，通心络可以通过上调p70s6k1表达量和磷酸化水平激活经典RISK通路保护缺血再灌注损伤心肌，同时通心络下调心肌组织中miR-128，miR-128上调后可以反向调控p70s6k1/p-p70s6k1抵消通心络的心机保护作用，说明miR-128/p70s6k1信号通路在通心络保护缺血再灌注心肌细胞中发挥相当重要的作用。通心络对内皮细胞和心肌细胞的双重保护作用为防治心肌缺血-再灌注损伤的临床用药及新药研发提供全新策略和科学依据，同时对中医脉络学说理论以及其代表方剂和药物治疗心血管疾病有着里程碑式的意义。