心肌缺血-再灌注(Ischemia-Reperfusion, REP)损伤是一种由中性粒细胞激活和内皮功能障碍介导的炎症过程,导致心肌坏死和心脏功能受损。本研究评估了一种人源化L-选择素单克隆抗体(HuDREG-200)对猫心肌缺血-再灌注损伤的保护作用。通过体外和体内实验,发现HuDREG-200能够显著减少中性粒细胞与冠状动脉内皮的粘附,抑制中性粒细胞在缺血区的聚集。相比对照抗体,HuDREG-200显著降低了心肌坏死面积(52%的减少),并减少了肌酸激酶(CK)的释放。此外,该抗体还显著改善了再灌注后的心脏收缩功能(dP/dtmax)和冠状动脉内皮的舒张功能。这些结果表明,靶向L-选择素的阻断策略在早期再灌注期间具有心肌保护作用,为抗炎性治疗心肌缺血-再灌注损伤提供了新思路。
引言
心肌缺血-再灌注损伤是心肌梗死后再灌注治疗的一个重要挑战,其病理机制包括中性粒细胞的过度活化和内皮细胞功能障碍。L-选择素是一种位于中性粒细胞表面的细胞黏附分子,在中性粒细胞滚动和粘附过程中起关键作用。L-选择素的快速剪切和β2整合素的上调共同促进了中性粒细胞的内皮穿透和炎症因子的释放,导致心肌损伤。
为了验证靶向L-选择素是否能够减轻再灌注损伤,我们在人类化单克隆抗体HuDREG-200的基础上设计实验,使用猫心肌缺血-再灌注模型,系统评估该抗体对心肌坏死、心脏功能及炎症反应的影响。
材料与方法
实验设计
- 动物模型:成年雄性猫(2.8-4.2千克)经戊巴比妥钠麻醉后接受左前降支(LAD)冠状动脉的可逆性结扎以诱导90分钟的缺血,随后进行270分钟的再灌注。
- 抗体处理:HuDREG-200(2毫克/千克)或对照抗体HuABL364在再灌注前10分钟通过静脉注射。对照组使用同样剂量的非结合抗体。
- 分组:实验组包括接受HuDREG-200处理的缺血-再灌注组(MI+REP+HuDREG-200)和对照组(MI+REP+HuABL364),另设假手术组(Sham MI+HuDREG-200)以排除非特异性效应。
数据采集
- 心功能测量:通过导管测量左心室压变化率(dP/dtmax)以评估心肌收缩功能。
- 内皮功能检测:使用乙酰胆碱(ACh)和内皮非依赖性扩张剂(酸化亚硝酸盐)测试冠状动脉环的舒张反应。
- 心肌坏死评估:通过Evans蓝染色确定危险区和坏死区面积,并计算坏死面积占危险区的比例。
- 炎症指标:通过髓过氧化物酶(MPO)活性测量中性粒细胞的聚集程度。
结果
HuDREG-200降低心肌坏死和血清CK释放
- 与对照组相比,HuDREG-200显著减少了心肌坏死面积(14 ± 3% vs. 29 ± 3%,P < 0.01),表明其有效保护了缺血-再灌注心肌。
- 再灌注期间的CK释放量在HuDREG-200组显著降低(P < 0.05),进一步证实其对心肌损伤的保护作用。
HuDREG-200改善心功能
- 在再灌注后4.5小时,HuDREG-200组的左心室收缩功能(dP/dtmax)恢复至接近基线水平,而对照组仅部分恢复(P < 0.01)。这表明HuDREG-200能够减轻再灌注引起的心肌“顿抑”现象。
HuDREG-200抑制中性粒细胞的聚集
- MPO活性测量显示,HuDREG-200组的中性粒细胞聚集显著减少(坏死区:0.21 ± 0.08 vs. 0.82 ± 0.17 IU/100 mg,P < 0.01),表明其通过阻断L-选择素介导的中性粒细胞内皮粘附,有效抑制了炎症反应。
HuDREG-200保护冠状动脉内皮功能
- 在对乙酰胆碱的反应中,HuDREG-200组冠状动脉环的舒张功能显著优于对照组(P < 0.01),而对内皮非依赖性扩张剂的反应无显著差异。这表明HuDREG-200在再灌注期间有效保护了内皮功能。
讨论
本研究首次证明,靶向L-选择素的人源化单克隆抗体HuDREG-200在猫心肌缺血-再灌注模型中具有显著的心肌保护作用。这种保护作用主要通过以下机制实现:
- 抑制中性粒细胞滚动和粘附:HuDREG-200阻断了L-选择素介导的中性粒细胞-内皮相互作用,从而抑制中性粒细胞向缺血区的迁移和聚集。
- 保护内皮功能:HuDREG-200通过减少中性粒细胞释放的炎性介质(如活性氧和蛋白酶),缓解了内皮损伤。
- 改善心肌功能:通过保护缺血区心肌免受进一步损伤,HuDREG-200促进了心功能的早期恢复。
值得注意的是,本研究还显示L-选择素剪切的动态变化是中性粒细胞激活的重要标志,HuDREG-200显著阻断了该过程。
结论
HuDREG-200是一种有效的抗炎治疗手段,在心肌缺血-再灌注模型中显著减少了心肌坏死、改善了心功能并保护了冠状动脉内皮功能。本研究为进一步探索靶向黏附分子的抗体疗法在心血管疾病中的潜在应用提供了重要依据。
参考文献:
H umanized Monoclonal Antibody DREG-200 Di rected Against L-Selectin Protects in Feline Myocardial Reperfusion Injury1