美国生理学杂志心脏循环生理学。2009年2月；296（2）：H404–H412。
N个-乙酰-天冬氨酰-赖氨酰-脯氨酸预防哺乳动物黏附/生长调节凝集素galectin-3引起的心脏重塑和功能障碍
,1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,1 ,2 ,2和1
刘云和
1密歇根州底特律亨利福特医院内科高血压和血管研究部；和2德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学兽医学院生理化学研究所
马丁·德安布罗西奥
1密歇根州底特律亨利福特医院内科高血压和血管研究部；和2德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学兽医学院生理化学研究所
Tang-dong廖
1密歇根州底特律亨利福特医院内科高血压和血管研究部；和2德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学兽医学院生理化学研究所
彭红梅
1密歇根州底特律亨利福特医院内科高血压和血管研究部；和2德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学兽医学院生理化学研究所
努尔·埃丁·拉勒布
1密歇根州底特律亨利福特医院内科高血压和血管研究部；和2德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学兽医学院生理化学研究所
乌梅什·夏尔马
1密歇根州底特律亨利福特医院内科高血压和血管研究部；和2德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学兽医学院生理化学研究所
萨宾·安德烈
1密歇根州底特律亨利福特医院内科高血压和血管研究部；和2德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学兽医学院生理化学研究所
汉斯·加比乌斯
1密歇根州底特律亨利福特医院内科高血压和血管研究部；和2德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学兽医学院生理化学研究所
奥斯卡·A·卡罗罗
1密歇根州底特律亨利福特医院内科高血压和血管研究部；和2德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学兽医学院生理化学研究所
1密歇根州底特律亨利福特医院内科高血压和血管研究部；和2德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学兽医学院生理化学研究所
转载请求和其他信件的地址：密歇根州底特律市西格兰德大道2799号亨利福特医院高血压和血管研究科科长O.A.Carretero（电子邮件：1terraco的gro.shfh) 收稿日期：2008年7月17日；2008年12月16日接受。
摘要
半乳糖凝集素-3（Gal-3）由活化的巨噬细胞分泌。在高血压中，Gal-3是肥厚心脏易发展为心力衰竭的标志物。心包囊内注入Gal-3会导致心脏炎症、重塑和功能障碍。N个-乙酰丝氨酸天冬氨酰赖氨酰脯氨酸（Ac-SDKP）是一种天然存在的四肽，可预防和逆转高血压和心肌梗死后心力衰竭患者心脏中的炎症和胶原沉积。在本研究中，我们假设Ac-SDKP可预防Gal-3诱导的心脏炎症、重塑和功能障碍，这些作用由转化生长因子（TGF）-β/Smad3信号通路介导。成年雄性大鼠分为四组，接受以下心包内输注4周：1)载具（盐水，n个= 8);2)Ac-SDKP（800μg·kg−1·天−1,n个= 8);三)Gal-3（12μg/天，n个= 7); 和4)Ac-SDKP+Gal-3公司(n个= 7). 超声心动图测量左室射血分数、心输出量和血流速度；组织学和免疫组织化学染色显示心脏内炎性细胞浸润、心肌细胞肥大和胶原沉积；Western blot检测TGF-β表达和Smad3磷酸化。我们发现，在左心室中，Gal-31)巨噬细胞和肥大细胞浸润增强，心肌间质和血管周围纤维化增加，导致心肌肥大；2)TGF-β表达和Smad3磷酸化增加；和三)随着时间的推移，对异丙肾上腺素激发的压力负变化减少，早期左室充盈期与心房收缩期的比率，以及左室射血分数。Ac-SDKP部分或完全阻止了这些影响。我们得出结论，Ac-SDKP可能通过抑制TGF-β/Smad3信号通路来预防Gal-3诱导的心脏炎症、纤维化、肥大和功能障碍。
关键词：N个-乙酰-天冬氨酰-赖氨酰-脯氨酸、心脏功能障碍、纤维化、炎症
半乳糖凝集素-3（gal-3）（也称为作为MAC-2抗原）是β-半乳糖苷结合粘附/生长调节内源性凝集素大家族的成员。这种凝集素是一种多功能因子，与不同的聚糖和蛋白质配体结合(13). Gal-3由上皮细胞和炎症细胞（包括巨噬细胞、肥大细胞和中性粒细胞）表达和释放，这些细胞参与不同的生理和病理条件。有证据表明巨噬细胞活化和浸润与心脏重塑和心力衰竭发病机制有关(12,38). 在肾素依赖性高血压HF（转基因Ren-2大鼠）模型中，心脏Gal-3是最强烈的过度表达基因之一。在这个高血压模型中，在心肌肥厚的早期阶段（心衰发生之前），与那些保持代偿状态的大鼠相比，那些后来发展为心衰的大鼠的心肌Gal-3表达增加到更高水平(34,35). 最近，临床研究表明，急性心衰患者血清Gal-3水平升高，这是不良预后的预后(19,39). Gal-3分泌增加刺激各种介质的释放，如转化生长因子（TGF）-β和白细胞介素-1或-2，并促进心脏成纤维细胞增殖、胶原沉积和心室功能障碍(1,35,40).
N个-乙酰-天冬氨酰-赖氨酰-脯氨酸（Ac-SDKP）是一种天然存在的抗炎和抗纤维化肽。Ac-SDKP几乎完全由血管紧张素转换酶（ACE）水解，ACE抑制剂可显著提高其血浆浓度(三). 事实上，Ac-SDKP介导ACE抑制剂的抗炎和抗纤维化作用(22,24). 过度表达心脏ACE的大鼠降低了心脏中Ac-SDKP的浓度并增加了纤维化(26). 此外，抑制胸腺肽-β4释放Ac-SDKP可促进心脏和肾脏血管周围纤维化（PVF）和肾硬化(7). 我们的实验室和其他实验室之前已经证明，体外Ac-SDKP抑制心脏成纤维细胞增殖和胶原合成(25,29). Ac-SDKP治疗可减少各种高血压模型和心衰后心肌梗死（MI）患者心脏和肾脏的炎症和胶原沉积(22,23,30,42).
我们有证据表明，在左心室（LV），Ac-SDKP抑制ANG II输注引起的Gal-3表达。此外，Ac-SDKP在体外抑制Gal-3诱导的巨噬细胞活化和迁移(33)表明该四肽不仅可以抑制Gal-3的表达，还可以抑制其作用。在本研究中，我们研究了Ac-SDKP预防Gal-3-诱导的心脏炎症、重塑和功能障碍的假设，这些作用是由TGF-β/Smad3信号通路介导的。我们在大鼠心包内注射Gal-3和/或Ac-SDKP。这种方法允许我们以心脏为靶点，以低水平的全身效应获得定点药物效率。
材料和方法
动物。
雄性Sprague-Dawley大鼠（Charles River Laboratories，Wilmington，MA）体重275-300克，被安置在一个12:12小时光暗循环的空调房间里，在那里他们吃标准的实验室鼠食（0.4%钠）并喝自来水。他们有7天的时间适应新环境。在所有手术之前，他们使用布托啡诺（2 mg/kg sc）进行镇痛，并使用戊巴比妥钠（50 mg/kg ip）进行麻醉。该研究由亨利福特医院动物护理和使用委员会批准。
手术前和实验结束时通过尾袖测量收缩压（SBP）。
安装心包内导管的手术程序。
MRE 010 Micro-Renathane管（内径0.005 mm，外径0.01 mm）制成一个环（直径10 mm），用硅胶粘合剂连接到硅胶盘上。回路的一端闭合，另一端打开并连接至Tygon管（内径0.015 mm，外径0.03 mm），并穿过阀盘穿孔。反过来，Tygon管道连接到PE-60管道，该管道安装在渗透微型泵的流量调节器上（Alzet 2004，Durect，Cupertino，CA）。环上刺有～10个孔，用于灌注药物溶液。我们改进了先前报道的将导管插入心包囊的技术(14)不切割胸骨中线，从而减少出血。使用正压呼吸器（型号680，哈佛，南纳提克，马萨诸塞州）对大鼠进行插管和室内空气通风。通过第三肋间间隙进行左胸切开术，肺部收缩，露出胸腺叶和心脏。仔细分离胸腺叶，并刺穿心包囊的上部（1至2毫米开口）。将环形导管插入心包囊，然后用组织粘合剂（维特邦德，3M，圣保罗，明尼苏达州）将其与胸腺密封。微型泵被植入肩胛骨之间的皮下。将导管的开口端引导至植入渗透微型泵的位置并与之相连。通过增加呼气末正压使肺部膨胀，然后关闭开胸手术部位。
实验方案。
在初步研究中，我们心包内注入Gal-3 2周(n个=5个）。虽然我们发现Gal-3增加了间质胶原分数（ICF）(P（P）<0.05）和PVF(P（P）<0.05），心肺重量没有增加。此外，超声心动图研究表明，Gal-3倾向于降低早期左室充盈期与心房收缩期的比值（E/A比值），但没有达到统计学意义(P（P）=0.07），左室射血分数（LVEF）不变。因此，在本研究中，我们将Gal-3的输注时间延长至4周。对以下心包内治疗组进行了研究：1)载体，接受盐水；2)Ac-SDKP，800μg·kg−1·天−1;三)Gal-3，12μg/天[根据报道的生物活性计算剂量，并根据心包给药的局部优势进行调整(14)]; 和4)Gal-3加Ac-SDKP。灌注期为4周。通过重组生产制备Gal-3，并使用亲和色谱纯化，并通过单双向凝胶电泳和质谱检查纯度(32). 为了排除Ac-SDKP结合Gal-3并直接干扰其作用的可能性，我们对生物素化Gal-3进行了固相结合分析（以无唾液酸胎球蛋白为基质）(2)以及在具有天然聚糖特征的细胞系统中(5). 在乳糖（阳性对照）或Ac-SDKP存在下，通过分光光度法或流式细胞术定量生物素化Gal-3。乳糖在1 mM时几乎完全抑制了Gal-3结合，而Ac-SDKP在固相分析中对高达16 mM的Gal-3没有抑制作用，在细胞系统中则对高达8 mM的Gal-3没有抑制。这些数据表明Ac-SDKP不干扰Gal-3与聚糖的结合。
超声心动图。
在同时记录心电图的同时，进行超声心动图和多普勒超声检查（Acuson、Sequoia C 256和15-MHz换能器）。在胸骨旁长轴位进行M型超声心动图测量左室尺寸，然后在胸骨前短轴位评估左室射血分数。使用透射多普勒流入波测量舒张早期峰值充盈速度（E波）、心房收缩时峰值充盈速率（A波）及其比值（E/A），如前所述评估舒张功能(27). 测定主动脉收缩期速度-时间积分（VTI）和主动脉根部尺寸（AoD），并根据以下公式计算卒中体积：卒中体积=（VTI[（AoD/2）2]. 心输出量（CO）=中风量×心率（HR）。以200 mm/s的扫描速度记录5至7个心动周期的所有多普勒频谱。
心脏血流动力学。
超声心动图检查后，对大鼠进行插管。按照之前描述的左心室插管方法评估心脏收缩力(44)和刺激心脏储备(31). 简单地说，通过右颈动脉在左室引入了一个2法式Mikro-Tip导管（Millar，Houston，TX）。颈静脉插管，异丙肾上腺素（0.02μg·kg−1·最小值−1)静脉注射4分钟。左室压力和压力随时间的正负变化（±dP/dt吨)使用Chart 5.5软件（科罗拉多州科罗拉多泉市AD Instruments）进行可视化和记录。
心肺重量。
血液动力学研究结束后，处死大鼠并打开胸腔。通过注射15%氯化钾溶液使心脏在舒张期间停止跳动，然后切除、称重，并表示为心脏重量与体重（BW）的比值。心脏左心室从心尖到心底横切成五片。将一个心室中段切片固定在10%福尔马林中，并包埋在石蜡中。其他样品快速冷冻，并保持在−80°C的温度下，直到检测。肺也被切除并称重。
羟脯氨酸测定。
如前所述，心肌组织的胶原蛋白含量通过羟脯氨酸分析测定(23). 简单地说，样品在110°C下干燥、均质并用6 N HCl水解16 h。使用0-5μg羟脯氨酸的标准曲线。数据以微克胶原蛋白/毫克干重表示，假设胶原蛋白平均含有13.5%的羟脯氨酸(8).
组织学。
左室跨壁切片取自中心室。连续5μm石蜡包埋切片用甲苯胺蓝（Sigma）染色(11)使肥大细胞可视化。肥大细胞密度被确定为肥大细胞总数/左室横截面积。用苦味酸红定量心肌间质和血管周围胶原沉积和心肌细胞横截面积（MCSA）(37). 使用显微镜（IX81，奥林巴斯美国，中心山谷，PA）和数码相机（DP70，奥林匹斯美国）以400倍放大率拍摄每张幻灯片的显微照片。使用计算机图像分析系统（Microsuite Biological imaging software，Olympus America）进行图像分析。通过计算单个切片的胶原面积与整个面积的比率来检测ICF。血管周围胶原沉积被测量为血管周围纤维化面积与总血管面积的比值(43). 分别测量外半区（靠近心外膜）和内半区（接近心内膜）的MCSA。
免疫组织化学染色。
冰冻切片（6μm）用识别单核细胞/巨噬细胞的ED-1抗体进行免疫染色。阴性对照以类似的方式进行处理，除了用一级抗体进行孵育步骤。阳性细胞（深棕色染色）在每个切片的高倍视野中计数，并以每毫米平方的细胞数表示(10).
转化生长因子-β1, -β2, -β三用Western blot检测磷酸化Smad3。
在不还原TGF-β的条件下，对LV提取物中的蛋白质（50μg）进行12%的SDS-PAGE1, -β2、和-β三或磷酸化Smad3（p-Smad3）的还原条件并电转移到硝化纤维素膜。将膜与一级抗体在4°C下孵育过夜。主要抗体如下：抗TGF-β的单克隆抗体1, -β2、和-β三（2μg/ml；R&D Systems，明尼阿波利斯，明尼苏达州）、兔抗p-Smad3多克隆抗体（1:1000，细胞信号技术）和山羊抗肌动蛋白多克隆抗体。结合抗体通过结合辣根过氧化物酶的二级抗体（Cell Signaling Technology，Danvers，MA）进行可视化，ECL-plus化学发光检测系统试剂（Amersham Biosciences，Piscataway，NJ）用于可视化条带。检测到p-Smad3后，用Western印迹剥离缓冲液（Pierce，Rockford，IL）剥离印迹，并用兔抗Smad3多克隆抗体（1:1000，细胞信号技术）重新绘制印迹。使用爱普生完美3200扫描仪扫描胶片（爱普生美国，加利福尼亚州长滩）。使用ImageJ软件（美国国立卫生研究院）分析带密度。密度分析用于量化谱带的强度。转化生长因子-β1, -β2、和-β三标准化为肌动蛋白，p-Smad3标准化为Smad3。结果表示为与车辆相比的倍数增加。pSmad3和Smad3的分子质量均为52 kDa，TGF-β1，-β2，和-β三是25kDa，肌动蛋白是43kDa。
数据分析。
所有数据均表示为平均值±标准偏差。学生t吨-该试验用于比较各种参数（心脏重量、肺重量、ICF、PVF、MCSA、SBP、LVEF、E/A比率和dP/d）的平均值t吨)在不同组之间，特别是车辆与Gal-3，以及Gal-3与Gal-3+Ac-SDKP。霍克伯格和本杰米尼的(15)采用多重比较法调整α水平的显著性。
作者可以完全访问数据，并对数据的完整性负责。所有作者均已阅读并同意该论文。
结果
BW、SBP、HR和尸检结果。
各组之间的体重、收缩压和心率没有差异。在尸检中，我们没有观察到心包增厚、僵硬或与周围结构粘连。所有大鼠（包括Gal-3治疗的大鼠）均无液体渗出。与载体相比，Gal-3显著增加了心肺重量；这些更改被Ac-SDKP阻止().
表1。
| 车辆 | Ac-SDKP公司 | 半乳糖凝集素-3 | 半乳糖凝集素-3+Ac-SDKP |
|---|
| 体重，g | 447±12 | 456±9 | 487±12 | 457±7 |
| SBP公司 | 116±5 | 107±3 | 110±2 | 109±3 |
| 人力资源 | 357±11 | 333±14 | 364±12 | 351±14 |
| 心脏重量，mg/100 g | 291±15 | 294±8.2 | 330±5.5* | 287±10‡ |
| 肺重量，mg/100 g | 392±15 | 335±27 | 440±17.5* | 373±20† |
| LVEDD，毫米 | 7.68±0.17 | 7.55±0.16 | 7.77±0.19 | 7.46±0.21 |
| LVESD，毫米 | 3.9±0.15 | 3.7±0.2 | 4.3±0.25 | 3.8±0.29 |
Ac-SDKP对Gal-3诱导的心肌炎症的影响。
与载体相比，Gal-3治疗组心肌中的巨噬细胞（ED-1阳性细胞）显著增加(P（P）< 0.01). Ac-SDKP显著降低巨噬细胞计数(P（P）<0.01，Gal-3 vs.Gal-3+Ac-SDKP）(). 与载体相比，Gal-3治疗组的肥大细胞密度也显著增加(P（P）<0.01），被Ac-SDKP阻断(P（P）< 0.05).还显示了使用载体、Ac-SDKP、Gal-3和Gal-3+Ac-SDKP治疗的大鼠心肌肥大细胞浸润的典型显微照片。心外膜心肌肥大细胞密度增加更明显。
的影响N个-乙酰-乙酰-天冬氨酰-赖氨酰-脯氨酸（Ac-SDKP）对心包内输注半乳糖凝集素-3（Gal-3）诱导的心肌巨噬细胞和肥大细胞浸润的影响。左上：四个面板是显示巨噬细胞的代表性图像（免疫组化染色为棕色，×400；黑色条=100μm）。左下角：四个面板是代表性图像，显示在用载体、Ac-SDKP、Gal-3或Gal-3+Ac-SDKP治疗4周后心肌肥大细胞浸润（深蓝色甲苯胺蓝染色，×400；黑条=100μm）。赖特：心肌巨噬细胞定量结果(顶部)和肥大细胞密度(底部)4个治疗组*P（P）< 0.05. **P（P）< 0.01.
Ac-SDKP对Gal-3诱导的心脏纤维化和MCSA的影响。
与载体组相比，Gal-3组的左心室胶原含量（羟脯氨酸测定）显著增加(P（P）< 0.01). 用Ac-SDKP治疗可以防止这种增加(P（P）< 0.05) ().,左边，显示了通过苦味酸红染色估计的间质和血管周围胶原沉积的代表性显微照片。心肌间质和动脉周围胶原沉积平均值()与溶媒相比，Gal-3组显著增加（ICF：P（P）<0.01，PVF：P（P）< 0.001; 车辆与Gal-3）。Ac-SDKP（ICF:P（P）<0.01，PVF:P（P）< 0.001; Gal-3 vs.Gal-3+Ac-SDKP）。Gal-3处理的大鼠MCSA增加；Ac-SDKP阻止了这一变化。心外膜区MCSA的增加大于心内膜区().
Ac-SDKP对心包内输注Gal-3诱导的心肌间质胶原分数（ICF）和血管周围纤维化（PVF）的影响。左侧：溶媒Ac-SDKP、Gal-3或Gal-3+Ac-SDKP输注后ICF和PVF的代表性图像（Picrosius红色染色，×400，黑条=100μm）。赖特：4组ICF和PVF的定量结果**P（P）< 0.01. ***P（P）< 0.001.
Ac-SDKP对心包内输注Gal-3诱导的心肌细胞肥大的影响。实心条表示心外膜心肌（Epi）的心肌细胞横截面积；开条表示心内膜心肌（Endo）的心肌细胞横截面积*P（P）< 0.05. ***P（P）< 0.001.
表2。
| 车辆 | Ac-SDKP公司 | 半乳糖凝集素-3 | 半乳糖凝集素-3+Ac-SDKP |
|---|
| 心脏组织Ac-SDKP，pg/mg组织 | 76.1±7.4 | 391±128* | 63.5±6.7 | 339.4±129‡ |
| 血浆Ac-SDKP水平，pg/μl | 1.58±0.2 | 2.82±0.6 | 1.65±0.2 | 3.1±0.8 |
| 心脏胶原蛋白含量，μg/mg干组织 | 20±2 | 15.1±1.2 | 33.3±3.8† | 22.2±2.3§ |
Ac-SDKP对TGF-β的影响1, -β2, -β三以及Gal-3治疗大鼠左心室中p-Smad3的表达。
Gal-3增加TGF-β1, -β2、和-β三LV表达与载体组相比；Ac-SDKP抑制了这种作用。与载体相比，Gal-3还增加了Smad3磷酸化，Ac-SDKP阻止了这种作用().
Ac-SDKP对心包内输注Gal-3诱导的心肌转化生长因子（TGF）-β表达和Smad3磷酸化（p-Smad3）的影响。TGF-β表达(左边)和p-Smad3(正确的)Western blot检测到左心室中存在典型的同型二聚体条带（TGF-β：25kDa；Smad3:52kDa）(顶部)和定量分析(底部). *P（P）< 0.05. **P（P）< 0.01.+P（P）= 0.052.
Ac-SDKP对血流动力学和心功能的影响。
−dP/d振幅的百分比变化t吨与溶媒相比，Gal-3治疗组大鼠在异丙肾上腺素激发后从基线开始降低(P（P）< 0.05); Ac-SDKP显著改善了这种反应(P（P）<0.05，Gal-3 vs.Gal-3+Ac-SDKP）(). +dP/d振幅的百分比变化t吨在Gal-3治疗的大鼠中，异丙肾上腺素激发后，与基线相比也降低了（载药0.76±0.09，Gal-3 0.53±0.09，P（P）< 0.05). 然而，Ac-SDKP治疗并没有阻止这种下降（0.46±0.01，不显著）。
Ac-SDKP对Gal-3诱导的左室压力随时间变化的最小速率（dP/d）降低的影响t吨最小值）（−dP/dt吨)对异丙肾上腺素的反应（左心室舒张障碍）*P（P）< 0.05.
Gal-3大鼠的透射多普勒E-（早期左心室充盈期）与A波（心房收缩期）的比值显著降低(P（P）<0.001，车辆vs.Gal-3），这是由Ac-SDKP阻止的(P（P）<0.01，Gal-3 vs.Gal-3+Ac-SDKP）(). 心包内注射Gal-3降低LVEF(P（P）<0.001）和一氧化碳(P（P）<0.01，车辆与Gal-3）；这些变化被Ac-SDKP（LVEF）阻止P（P）<0.05和一氧化碳P（P）< 0.01; Gal-3与Gal-3+Ac-SDKP）(). 各组之间的左室舒张末期直径没有差异，尽管Gal-3组的左室收缩末期直径略高，但与溶媒组相比没有统计学意义().
Ac-SDKP对Gal-3诱导的舒张功能障碍的影响，通过左室充盈早期与心房收缩期的多普勒速度比（E/A比）测量。赖特：显示溶媒、Ac-SDKP、Gal-3或Gal-3+Ac-SDKP治疗后二尖瓣多普勒速度E/A比值的代表性图像。左侧：每组E/A比率的定量结果**P（P）< 0.01. ***P（P）< 0.001.
Ac-SDKP对左室射血分数（LVEF）的影响；左边)心输出量（CO；正确的)Gal-3诱导的心脏功能障碍*P（P）< 0.05. **P（P）< 0.01. ***P（P）< 0.001.
心脏组织和血浆中Ac-SDKP含量。
心包内输注Ac-SDKP组心脏组织中Ac-SDKP含量约为其对应载体和Gal-3组的5倍(P（P）<0.05，车辆与Ac-SDKP；P（P）=0.056，Gal-3 vs.Gal-3+Ac-SDKP）。Ac-SDKP组和联合Gal-3加Ac-SDKP组的血浆Ac-SDKP-水平高于相应的载体组和Gal-3组；然而，这些差异在统计上并不显著().
讨论
Ac-SDKP在高血压和心肌梗死大鼠模型的心脏和肾脏中具有抗炎和抗纤维化特性(22,28,42). 在本研究中，我们进一步证实了心包内输注Gal-3对不同心脏重塑和功能障碍模型的保护作用。我们发现Gal-3增强了巨噬细胞和肥大细胞的浸润，以及心脏中胶原的沉积；这些被Ac-SDKP阻止。Ac-SDKP还可防止心脏肥大和肺充血，如心肺重量减轻所示。此外，Ac-SDKP改善了心功能，如LVEF、CO、E/A比率和−dP/d的增加所示t吨对异丙肾上腺素的反应。Ac-SDKP的有益作用可能是通过抑制TGF-β/Smad3信号通路实现的，因为我们发现Gal-3显著增加了TGF-α的表达，而Smad3在LV和Ac-SDKP中的活性阻止了这些作用。所提供的证据明确支持我们的假设，即Ac-SDKP可以防止Gal-3在心脏重塑和功能障碍的炎症模型中的有害作用。
众所周知，免疫和炎症过程在HF中起着重要作用(18). 促炎性细胞因子，尤其是凝集素Gal-3（MAC-2抗原），不仅激活巨噬细胞，而且最近被证明可以驱动“替代性”巨噬细胞激活(17)，参与器官纤维化，是多种心血管疾病的重要组成部分。在动脉粥样硬化斑块的不稳定区域，Gal-3表达上调，并通过刺激巨噬细胞表达一系列趋化因子（包括CC趋化因子）加剧血管炎症(20). Sharma等人(35)先前报道，心包内输注Gal-3导致心脏巨噬细胞浸润，并导致心脏结构变化和功能障碍。与这些发现一致，我们在此证明Gal-3增强巨噬细胞和肥大细胞浸润，从而产生富含促炎细胞因子的微环境，促进纤维化。因此，我们的数据将Gal-3确定为开发新的治疗干预策略的目标，以预防Gal-3的有害影响。在本研究中，我们将Ac-SDKP定义为一个可行的选项。我们已经在体外证明Ac-SDKP的抗炎机制是由于其对骨髓干细胞和巨噬细胞的直接作用，抑制其分化、激活和细胞因子释放(33). 此外，Ac-SDKP抑制心脏成纤维细胞中的DNA和胶原蛋白合成，这表明它可能是心脏中成纤维细胞增殖和胶原合成的重要内源性调节因子(29). 我们不仅观察到Ac-SDKP可以预防心脏炎症和纤维化，还可以抑制Gal-3诱导的心肌肥大。更重要的是，它能改善心脏的收缩和舒张功能。一般认为，心脏中胶原蛋白含量增加会增加舒张僵硬，损害左室舒张功能，导致左室舒张功能障碍。Ac-SDKP改善−dP/dt吨对异丙肾上腺素的反应和血流多普勒E/A比值，表明舒张功能改善。此外，Gal-3导致收缩功能下降，而Ac-SDKP阻止了这一现象。Gal-3引起的收缩功能下降可能是由于释放促炎细胞因子和超氧化物所致。Ac-SDKP可能通过抗炎作用阻止收缩功能下降。我们之前报道过，在MI诱导的高血压和HF模型中，Ac-SDKP减少了心脏中巨噬细胞浸润和纤维化。然而，这些变化与LVEF或舒张功能障碍的改善无关(9,42). 这种差异的一个可能解释是使用了不同的心脏功能障碍模型。在高血压模型中，心脏功能障碍的主要原因可能不是炎症，而是导致肥厚、纤维化和舒张功能障碍的后负荷增加。而在心肌梗死后模型中，心衰的原因是存活心肌显著减少，导致射血分数显著降低。在Gal-3心包囊灌注模型中，Gal-3直接触发心脏炎症反应、纤维化和肥大，存活心肌几乎没有变化。在这个模型中，心脏重塑和功能障碍可能是Gal-3引起的炎症过程的结果。Ac-SDKP可能通过阻断Gal-3的炎症效应，防止凝集素对心脏重塑和功能障碍的有害影响。Ac-SDKP还能促进血管生成(16). 我们的实验室先前发现Ac-SDKP在体外刺激内皮细胞增殖、迁移和管状结构形成，并在体内增加心肌毛细血管密度(41). Ac-SDKP的这种血管生成特性可能有利于为受损心肌提供血流和氧气供应，从而改善心脏功能。
Ac-SDKP的抗纤维化作用似乎涉及多种信号通路，包括抑制TGF-β/Smad信号和结缔组织生长因子-p42/p44 MAPK的表达和作用(22,25,29)在心脏纤维化和肥厚性重塑中发挥重要作用(6). 我们已经报道了Ac-SDKP降低心肌梗死后和肾血管性高血压模型中TGF-β的生成(21,42). 此外，Ac-SDKP进一步抑制TGF-β刺激的Smad2磷酸化并减少心脏纤维化(24). 在本研究中，我们进一步证实在我们的大鼠心脏功能障碍模型中，Gal-3显著增加TGF-β表达和Smad3活性。Ac-SDKP阻止了这些作用，表明Ac-SDKP可能通过抑制TGF-β/Smad3信号通路来预防Gal-3诱导的心脏炎症、纤维化和功能障碍。然而，在我们实验室之前对各种高血压模型的研究中，我们没有发现Ac-SDKP的抗肥厚作用(21,24,30)这表明，在本研究中，这种效应可能涉及Gal-3诱导的不同信号通路。我们发现Gal-3主要在心外膜区诱导肥大细胞浸润(). Gal-3增加了心外膜和心内膜心肌细胞的横截面积，尽管心外膜的变化大于心内膜。Ac-SDKP阻止了这种肥大效应，表明其通过抑制肥大细胞浸润和/或阻断Gal-3的直接作用发挥作用。肥大细胞参与心肌肥大和心衰的研究已有大量文献报道(4,36). 肥大细胞是细胞因子、生长因子和趋化因子的重要来源，包括组胺、TNF-α/NF-κB/IL-6和肾素(4)，在肥大细胞脱颗粒时释放。肥大细胞衍生的糜蛋白酶似乎是心内血管紧张素II形成的重要来源。此外，肥大细胞释放的产物，如TNF-α和ANG II，增加活性氧的产生，活性氧参与诱导心肌肥大。
最后，为了评估Ac-SDKP局部注入心包囊的治疗效果，我们测量了心脏组织和血浆Ac-SDKP水平，发现Ac-SDKP-组的心肌Ac-SDKP5倍于溶媒或Gal-3组(). 然而，四组之间的血浆Ac-SDKP水平没有显著差异。这些结果表明，该技术主要提供了局部Ac-SDKP治疗效果，同时限制了Gal-3的全身副作用。
总之，本研究证明心包内Gal-3的输送会导致心脏炎症、纤维化和功能障碍。Ac-SDKP同时给药可防止Gal-3-诱导的有害作用。心脏功能的改善可能是由于心脏炎症、纤维化和肥大的减少。此外，Ac-SDKP的这些预防作用可能是通过抑制TGF-β/Smad3信号通路实现的。因此，Ac-SDKP治疗可能是一种潜在的治疗策略，可以阻止由免疫或炎症反应（如病毒性心肌炎、移植后排斥反应或心包炎）诱导的HF进展。
笔记
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