利伐沙班,一种凝血因子Xa的直接抑制剂,通过调节PAR-2和TGF-β1信号通路减轻大鼠不良心脏重构

Rivaroxaban, a direct inhibitor of coagulation factor Xa, attenuates adverse cardiac remodeling in rats by regulating the PAR-2 and TGF-β1 signaling pathways.

作者信息Qian Zhang, Zhongfan Zhang, Weiwei Chen, Haikuo Zheng, Daoyuan Si, Wenqi Zhang
PMID37786576
期刊PeerJ
发布时间2023-09-27
DOI10.7717/peerj.16097

实验完整度

包含体内MI大鼠模型和体外CFs纤维化模型,结合组织学、超声、血流动力学、western blot、PCR、免疫荧光等多层级验证,并使用PAR-2激动剂和拮抗剂进行机制验证

主要模型

心肌梗死大鼠模型(结扎LAD) 新生大鼠原代心脏成纤维细胞(CFs)

重点核对

MI模型建立方法:结扎左前降支 RIV给药剂量:3 mg/kg/day 灌胃 FSLLRY剂量:10 µg/kg/day 腹腔注射 CFs处理浓度:RIV 1 µg/ml, FSLLRY 10 µM, PAR-2-AP 10 µM, Ang II 1 µM 处理时间:体内4周,体外24小时

摘要

背景:凝血因子Xa(FXa)不仅在凝血级联反应中发挥积极作用,还通过蛋白酶激活受体(PARs)发挥非止血信号作用。本研究旨在探讨FXa抑制剂利伐沙班(RIV)是否减轻心肌梗死(MI)大鼠的不良心脏重构,并确定其潜在的分子机制。方法:通过永久结扎左前降支冠状动脉建立八周龄雄性Wistar大鼠MI模型。MI大鼠随机分配接受RIV或蛋白酶激活受体2拮抗剂(PAR-2拮抗剂,FSLLRY)治疗四周。采用组织学染色、超声心动图和血流动力学评估RIV的心脏保护作用。同时,使用激动剂和抑制剂的药理学方法观察RIV在新生大鼠心脏成纤维细胞(CFs)中发挥抗纤维化作用的潜在途径。此外,进行实时PCR和western blot分析以检查相关信号通路。结果:RIV通过显著减少心肌梗死面积、改善心肌病理损伤和改善左心室(LV)重构,对MI大鼠左心室心脏功能表现出良好的保护作用。PAR-2拮抗剂FSLLRY和RIV组的类似改善表明,RIV通过改善PAR-2激活保护MI大鼠的心脏功能障碍。此外,通过将血管紧张素II(Ang II)应用于新生大鼠心脏成纤维细胞(CFs)生成了体外纤维化模型。与动物实验结果一致,RIV和FSLLRY抑制了纤维化标志物的表达,并抑制了Ang II诱导的纤维化中转化生长因子β1(TGFβ1)及其下游Smad2/3磷酸化效应物的细胞内上调,PAR-2激动剂肽(PAR-2 AP)逆转了RIV的抑制作用。结论:我们的研究结果表明,RIV减轻MI诱导的心脏重构并改善心脏功能,部分通过抑制PAR-2和TGF-β1信号通路的激活。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
利伐沙班是否通过调节PAR-2和TGF-β1信号通路减轻心肌梗死诱导的不良心脏重构?
核心机制
RIV通过抑制PAR-2和TGF-β1信号通路的激活,减轻心肌纤维化,改善心脏功能。
主要证据
在MI大鼠中,RIV减少梗死面积、改善心功能、抑制纤维化标志物和TGF-β1/Smad2/3通路;在Ang II诱导的CFs中,RIV抑制增殖和纤维化,PAR-2激动剂逆转其效应。
研究意义
研究为RIV在心力衰竭早期应用以防止纤维化和重构提供了理论依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立心肌梗死大鼠模型与分组给药

评估RIV对MI后心脏重构的影响

对八周龄雄性Wistar大鼠进行LAD结扎或假手术,术后立即给予RIV或FSLLRY治疗4周。

2

评估心脏功能与血流动力学

检测MI后心脏功能及RIV的影响

通过超声心动图测量EF和FS,通过侵入性导管测量LVESP和±dP/dt。

3

组织学检测心肌纤维化

评估MI后心肌病理和胶原沉积

心脏组织切片进行H&E和Masson三色染色,定量胶原沉积。

4

检测纤维化标志物表达

验证RIV对纤维化标志物的影响

Western blot和RT-PCR检测心肌组织中Collagen I, Collagen III, α-SMA的表达。

5

体外CFs模型验证RIV的抗纤维化作用

研究RIV对Ang II诱导的CFs增殖和纤维化的影响

新生大鼠CFs经RIV、FSLLRY或PAR-2-AP预处理后加入Ang II刺激24小时,检测细胞活力、α-SMA和Ki-67表达以及纤维化标志物。

6

验证TGF-β1信号通路

探讨RIV是否通过抑制TGF-β1/Smad2/3通路发挥抗纤维化作用

在体内和体外模型中检测TGFβ1、p-Smad2/3的表达,并观察PAR-2-AP是否能逆转RIV的作用。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
利伐沙班MCEBAY59-7939
FSLLRYTocris--
II型胶原酶Sigma--
DMEM/F-12培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
血管紧张素IISigma-Aldrich--
PAR-2激动剂肽(SLIGKV-NH2)Bachem--
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒SolarbioPC0020
PAR-2抗体Biossbs-1178R
TGFβ1抗体Abcamab179695
α-SMA抗体Cell Signaling Technology19245
p-Smad2抗体Biossbs-3419R
Smad2抗体CST5339S
p-Smad3抗体abclonalAP0727
Smad3抗体abclonalA19115
Collagen I抗体Abcamab260043
Collagen III抗体Cell Signaling Technology66887
GAPDH抗体Abcamab181602
ECL化学发光检测试剂盒Sparkjade--
生物素标记的山羊抗兔IgG--bs-80295G-HRP
Trizol试剂----
SYBR Green预混液Sparkjade--
CCK-8试剂盒Bioss--
α-SMA抗体(IF)CST19245
Ki67抗体ABclonalA23722
Alexa Fluor 488标记的抗兔IgGInvitrogenA-21206
DAPIInvitrogen--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
大鼠品系、性别、周龄、体重;LAD结扎方法;给药剂量和途径;处理时间
阅读提示:Materials & Methods - Animal experiments
心功能评估
超声心动图参数(EF, FS);血流动力学参数(LVESP, ±dP/dt)
阅读提示:Materials & Methods - Echocardiography, Hemodynamic assessment
组织学分析
染色方法;纤维化定量方法
阅读提示:Materials & Methods - Histological examination
蛋白表达检测
抗体稀释比例和来源;蛋白上样量;定量方法
阅读提示:Materials & Methods - Western blotting
体外细胞实验
CFs分离方法;处理药物浓度和时间;细胞分组
阅读提示:Materials & Methods - Cell culture and treatment