肥厚型心肌病心肌组织TGFβ异构体表达及意义

单正宜，李宝增，董娴宁，赵鹏

(1 青岛大学医学院法医学专业，山东 青岛 266071； 2 青岛市公安局刑警支队； 3 青岛大学附属医院病理科)



·论著·

肥厚型心肌病心肌组织TGFβ异构体表达及意义

单正宜1，李宝增2，董娴宁3，赵鹏3

(1 青岛大学医学院法医学专业，山东 青岛 266071； 2 青岛市公安局刑警支队； 3 青岛大学附属医院病理科)

目的 研究转化生长因子β (TGFβ)异构体在肥厚型心肌病病人心肌组织中的表达，以探讨TGFβ异构体与肥厚型心肌病心肌纤维化的关系，为法医学诊断肥厚型心肌病提供客观指标。方法 采用免疫组化方法，检测TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3在56例肥厚型心肌病病人及18例对照组心肌组织中的表达水平，并使用图像分析系统进行结果判断。结果 TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3在肥厚型心肌病病人心肌中的表达均高于对照者，差异有显著性(t=20.18～28.93，P<0.05)。结论 TFGβ异构体在肥厚型心肌病心肌纤维化的发生发展中具有重要作用，是法医诊断肥厚型心肌病的客观指标。

心肌病,肥厚性；转化生长因子β；心肌纤维化

肥厚型心肌病(HCM)是一种以心肌肥厚、心肌纤维化、细胞生长增殖异常及左心室舒张功能障碍为特点的常见遗传性疾病。其病理特点以心肌细胞肥大、心肌紊乱和间质纤维化为主。尸检研究已经证实，纤维化可涉及整个心肌组织，伴随广泛的室间隔病变[1-2]。转化生长因子β (TGFβ)是公认的治疗器官纤维化的靶向因子[3]，与心肌纤维化的发生密切相关。哺乳动物体内，TGFβ异构体包括3种，即TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3[4]，其生物作用相似，具有极高的同源性[5]。本研究旨在探讨TGFβ异构体在HCM病人心肌组织中的表达及其与心肌纤维化发生发展的关系。

1 对象与方法

1.1研究对象

2010年1月—2013年10月，就诊于北京阜外心血管医院的HCM病人56例，其中男33例，女23例，平均年龄(44.71±15.23)岁；室间隔平均厚度(24.76±6.47)mm。排除标准：与已入组的病人有血缘关系者；患有肿瘤、肾衰竭、严重感染、结缔组织疾病、自身免疫疾病和其他严重慢性病者。选择同样就诊于该院的非HCM病人18例作为对照，其中男11例，女7例，平均年龄(47.61±9.37)岁；室间隔平均厚度(9.09±3.43)mm。对照纳入标准：通过体检证实均无心血管及其他系统性疾病病史，心电图与超声心动图证实无心律失常及心肌肥厚或心脏结构性病变。两组年龄、性别组成方面比较差异均无显著性(P>0.05)。本研究实施遵照赫尔辛基宣言，通过了北京阜外医院伦理委员会的审查。每名参与者均签署了书面知情同意书。

1.2主要试剂

兔抗人TGFβ1、兔抗人TGFβ2、DAB显色剂、PBS均购自北京中杉金桥生物技术有限公司，兔抗人TGFβ3购自北京博奥森生物技术有限公司。

1.3研究方法

取心肌组织，以40 g/L的甲醛溶液固定，石蜡包埋，连续4 μm厚切片，采用PV-6000免疫组化染色方法分别对两组进行TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3免疫组化染色。阳性染色为细胞浆和(或)细胞膜呈棕黄色颗粒。一抗TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3稀释度为1∶150，PBS代替一抗作为阴性对照。每张玻片在高倍视野下分别随机选取10个视野，应用江苏捷达科技形态分析软件计算平均灰度值。

1.4统计学方法

2 结 果

HCM组病人的心肌组织中TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3表达的平均灰度值分别为120.86±11.73、122.98±9.55、115.21±7.92，对照者分别为36.00±5.31、29.84±4.85、29.92±6.80。两组比较差异有显著性(t=20.18～28.93，P<0.05)。

3 讨 论

HCM具有明显的遗传倾向，其临床表现异质性极大，轻者可终生无症状，而严重者可发生猝死。心肌肥厚和纤维化是HCM的典型病理学改变，心脏MRI和组织学研究均证实心肌肥厚和纤维化程度与心室充盈压呈正相关[6]，可直接影响HCM的发生和发展。因此，研究HCM病人心肌肥厚和纤维化发生发展的相关因子至关重要。

TGFβ1是一种普遍存在的TGFβ亚型，活性最高。它是有效的促纤维化因子，由肥大细胞、上皮细胞、嗜酸性粒细胞、成纤维细胞等多种细胞分泌[7]。在转基因小鼠体内，TGFβ1促进心肌肥厚和纤维化的作用已得到证实，TGFβ1的过度表达使小鼠表现出显著的心脏肥大并伴有间质纤维化[8]。有研究结果显示，TGF-β1参与调控的LMP1介导的信号转导通路对胃癌的发生具有重要的作用[9]。因此，研究TGFβ1在HCM病人心肌表达情况尤为重要，但以往研究均建立在动物实验基础上。本实验是基于人体心肌组织进行，结果表明，TGFβ1在HCM病人心肌组织中的表达较对照者明显升高，与前者实验结果一致，提示TGFβ1与HCM心肌肥厚和纤维化的发生发展密切相关。

TGFβ2基因单核苷酸多态性与扩张型心肌病(DCM)的遗传易感性具有重要关联。TGFβ2参与细胞增殖和转化的调节，与瘢痕形成和成纤维细胞的转化密切相关。TGFβ2在人眼球各部分组织中含量较高[10]，在心肌组织含量相对较低，因此，关于TGFβ2在HCM人群中的研究鲜有报道。本文结果显示，TGFβ2在HCM组病人心肌组织表达呈阳性，且明显高于对照者，表明TGFβ2在HCM的发生发展中具有重要的作用。

TGFβ3虽然与TGFβ家族的其他成员具有相似的结构，但是其在组织分布和生物学功能上具有一定的差异。成人时期，TGFβ3主要分布在心脏、肺脏、子宫等部位，是组织正常发育及修复过程中的调节因子。研究表明，TGFβ3可拮抗TGFβ1，起到抗纤维化的作用[11-12]。同时，TGFβ3能抑制胶原沉积，减少器官纤维化的发生。另外，TGFβ3通过抑制胰腺星状细胞胶原合成达到抑制胰腺纤维化的作用。SEONG等[13]研究表明，在肝纤维化早期存在TGFβ1和TGFβ3相互作用，TGFβ1起促进纤维化的正调节作用，而TGFβ3则起负调节的作用。在本实验中，TGFβ3表达阳性，并且明显高于对照者，表明在心肌纤维化的过程中，TGFβ3可能发挥着负性调节的抗纤维化作用。

综上所述，TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3在HCM病人心肌组织表达呈阳性且明显上调，证明TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3在HCM心肌纤维化的过程中发挥着重要的协调和交叉作用，为法医诊断HCM提供客观的免疫组化指标，而各因子在纤维化过程中的具体作用机制尚需进一步的研究。

[1] HORITA Y, SHIMIZU M, SUGIHARA N, et al. An autopsy case of hypertrophic cardiomyopathy showing dilated cardiomyopathy-like features by serial ventriculography[J]. Japanese Journal of Medicine, 1991,29(4):448-453.

[2] UNVERFERTH D V, BAKER P B, PEARCE L I, et al. Regional myocyte hypertrophy and increased interstitial myocardial fibrosis in hypertrophic cardiomyopathy[J]. The American Journal of Cardiology, 1987,59(9):932-936.

[3] SCHUPPAN D, KODA M, BAUER M, et al. Fibrosis of li-ver, pancreas and intestine: common mechanisms and clear targets[J]. Acta Gastro-Enterologica Belgica, 2001,63(4):366-370.

[4] SCHILLER M, JAVELAUD D, MAUVIEL A. TGF-beta-induced SMAD signaling and gene regulation: consequences for extracellular matrix remodeling and wound healing[J]. Journal of Dermatological Science, 2004,35(2): 83-92.

[5] BONEWALD L F. Regulation and regulatory activities of transforming growth factor beta[J]. Critical Reviews in Eukaryotic Gene Expression, 1999,9(1):33-34.

[6] ELLIMS A H, ILES L M, LING L H, et al. Diffuse myocardial fibrosis in hypertrophic cardiomyopathy can be identified by cardiovascular magnetic resonance, and is associated with left ventricular diastolic dysfunction[J]. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance: Official Journal of the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance, 2012,14:76.

[7] 崔世超,于文成,刘娴娴,等. 气道平滑肌细胞TGF-β1表达与COPD道重塑关系[J]. 青岛大学医学院学报, 2012,48(1):57-58,61.

[8] ROSENKRANZ S, FLESCH M, AMANN K, et al. Alterations of beta-adrenergic signaling and cardiac hypertrophy in transgenic mice overexpressing TGF-beta(1)[J]. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology, 2002,283(3): H1253-H1262.

[9] 张少燕,刘霞,王笑峰,等. TGF-β1参与调控LMP1介导信号转导通路的研究[J]. 青岛大学医学院学报, 2013,49(5):386-389.

[10]OBATA H, KABURAKI T, KATO M, et al. Expression of TGF-beta type Ⅰ and type Ⅱ receptors in rat eyes[J]. Current Eye Research, 1996,15(3):335-340.

[11]CARRINGTON L M, ALBON J, ANDERSON I, et al. Differential regulation of key stages in early corneal wound hea-ling by TGF-beta isoforms and their inhibitors[J]. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2006,47(5):1886-1894.

[12]FERGUSON M W, O’KANE S. Scar-free healing:from embryonic mechanisms to adult therapeutic intervention[J]. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2004,359(1445):839-850.

[13]SEONG J, KIM S H, CHUNG E J, et al. Early alteration in TGF-beta mRNA expression in irradiated rat 1iver[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2000,46(3):639-643.

(本文编辑 厉建强)

EXPRESSION AND ITS SIGNIFICANCE OF TGFβ IN HYPERTROPHIC CARDIOMYOPATHY

SHANZhengyi,LIBaozeng,DONGXianning,ZHAOPeng

(Department of Forensic Pathology, Qingdao University Medical College, Qingdao 266071, China)

ObjectiveTo study the expression of transforming growth factor-β (TGFβ) isomer in cardiac muscle of patients with hypertrophic cardiomyopathy (HC), explore the relationship between TGFβ isomer and myocardial fibrosis in HC, and provide objective indicators for forensic diagnosis of the disease.MethodsEmploying immunohistochemical method, expressions of TGFβ1, TGFβ2 and TGFβ3 in tissue of cardiac muscle of 56 HC patients and 18 controls were detected, the results were judged using image analysis system.ResultsThe expressions of TGFβ1, TGFβ2 and TGFβ3 in HC patients were higher than healthy controls, the difference were statistically significant (t=20.18-28.93,P<0.05).ConclusionTGFβ isomer plays an important role in the occurrence and development of myocardial fibrosis in hypertrophic cardiomyopathy, which is an objective indicator for medicolegal identification of this condition.

cardiomyopathy, hypertrophic; transforming growth factor beta; myocardial fibrosis

2014-10-18;

2015-03-26

青岛市科技计划基础研究项目(13-1-4-141-jch)

单正宜(1987-)，女，硕士研究生。

赵鹏(1974-)，男，硕士，副主任医师，硕士生导师。

R542.2

A

1008-0341(2015)03-0287-03