先天性心脏病并肺动脉高压患者肺组织eNOS、MMP-1、TIMP-1的表达变化及意义

赵 文,覃家锦,冯 旭,冼 磊,苏乃伟

(1广西医科大学第一附属医院,广西南宁 530021;2广西壮族自治区梧州市人民医院)

肺动脉高压(PH)是左向右分流型先天性心脏病(CHD)的主要并发症之一,其发病机制复杂而至今尚未完全阐明[1～3]。本研究对 CHD合并 PH患者肺组织中基质金属蛋白酶-1(MMP-1)、基质金属蛋白酶组织抑制因子-1(TIMP-1)、内皮型一氧化氮合酶(eNOS)的mRNA进行了检测,观察其表达变化并探讨其在PH形成过程中的作用。

1 资料与方法

1.1 临床资料 2005年 1月 ～2009年 12月广西医科大学第一附属医院收治的CHD患者 60例,男28例,女 32例;年龄 2～52岁。房间隔缺损 20例,室间隔缺损 24例,室间隔缺损并房间隔缺损 5例,动脉导管未闭 5例,主动脉窦瘤破入右房 3例,心内膜垫缺损 2例,左冠状动脉异位开口于主肺动脉 1例。肺动脉平均压≤30 mmHg 13例、31～49 mmHg 20例、≥50 mmHg 27例。术中于右肺边缘取2.5 cm×1.5 cm×1.0 cm肺组织,剪取0.5 cm×0.5 cm×0.3 cm放入10%甲醛固定,剩余组织-70℃冰箱保存。

1.2 肺细小动脉病理观察 取甲醛固定肺组织,切片,HE染色,光学显微镜下观察肺细小动脉的形态,按Heath-Edward PH分级法进行分级并分组。

1.3 肺组织中MMP-1 mRNA、TIMP-1 mRNA及eNOSmRNA的检测 采用RT-PCR技术。提取总RNA,逆转录合成cDNA,以cDNA为模板进行PCR反应。MMP-1扩增产物为164 bp,TIMP-1扩增产物为529 bp,eNOS扩增产物为422 bp,β-actin扩增产物为247 bp。采用凝胶电泳图像分析系统进行分析,用目的基因与β-actin两电泳条带单位面积内的灰度比值表示目的基因的相对含量。

1.4 统计学方法 采用SPSS11.5统计软件。数据比较用t检验并进行相关分析。P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

按照Heath-Edwards PH分级法,60例CHD中,无PH14例(对照组),PHⅠ级18例、Ⅱ级10例、Ⅲ级18例(观察组)。各组肺组织MMP-1 mRNA、TIMP-1 mRNA、eNOS mRNA表达比较见表1。MMP-1mRNA与TIMP-1 mRNA的表达呈正相关(r =0.879,P＜0.01);MMP-1mRNA、TIMP-1 mRNA、TIMP-1mRNA/MMP-1 mRNA与PH分级呈正相关(r分别为0.858、0.802、0.315,P均＜0.05),eNOS mRNA与PH分级呈负相关(r=-0.714,P＜0.01);TIMP-1 mRNA、MMP-1 mRNA、TIMP-1 mRNA/MMP-1mRNA与eNOSmRNA呈负相关(r分别为-0.607、-0.642、-0.777,P均＜0.01)。

3 讨论

目前认为,在肺动脉血流剪切力、缺氧等因素作用下,肺血管平滑肌细胞增殖迁移、细胞外基质(ECM)成分改变、结缔组织不断沉积导致肺血管痉挛、异常生长和改建,最终形成PH。

MMP-1可降解肺血管壁ECM中的Ⅰ、Ⅲ型胶原[4]。TIMP-1是MMP-1特异性的内源性抑制物。正常情况下,二者保持相对平衡。本研究发现, MMP-1mRNA、TIMPmRNA在CHD合并PH患者的肺组织中高表达,TIMP-1 mRNA/MMP-1 mRNA升高,MMP-1 mRNA、TIMP-1 mRNA、TIMP-1 mRNA /MMP-1 mRNA与PH分级呈正相关。提示CHD合并PH患者的MMP-1和TIMP-1平衡遭到破坏。

表1 各组肺组织MM P-1mRNA、TIMP-1m RNA、eNOS mRNA、TIMP-1mRNA/MM P-1mRNA表达比较(±s)

表1 各组肺组织MM P-1mRNA、TIMP-1m RNA、eNOS mRNA、TIMP-1mRNA/MM P-1mRNA表达比较(±s)

注：与对照组相比,＊P＜0.01;与PHⅠ级相比,△P＜0.01;与PHⅡ级相比,#P＜0.05

一氧化氮(NO)有较强的舒张血管和抑制血管平滑肌细胞增殖作用,内源性 NO在血管内皮细胞经一氧化氮合酶(NOS)催化L-精氨酸而生成。NOS有三种形式即NOSⅠ、Ⅱ、Ⅲ。NOSⅢ又称eNOS,主要表达于内皮细胞,通常与膜蛋白相结合以维持血管活性,eNOS缺失促进血管重构。Brown等[5]研究发现,NO的供给可减少TIMP-1的分泌。动物实验[6]表明,NO可通过调节TIMP-1/MMP-1平衡而减少胶原堆积和增加胶原降解来调节高血流所致的肺血管重构。本研究表明,CHD合并PH者eNOS mRNA表达降低,且与PH分级及MMP-1 mRNA、TIMP-1 mRNA、TIMP-1 mRNA/MMP-1 mRNA表达呈负相关。提示eNOS启动和参与肺血管重构的机制可能是通过改变TIMP-1mRNA、MMP-1 mRNA的活性和分泌来实现的。

综上所述,CHD合并PH患者肺组织中TIMP-1、MMP-1的表达失调,eNOS表达降低,与肺血管的重构及PH的形成密切相关。

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