致命性心律失常是猝死的常见原因,但通常缺乏可识别的组织学异常。本研究旨在阐明在未累及冠状动脉的猝死心脏病例中,是否观察到因冠状血流突然减少而引起的心肌细胞缺血性变化。
研究纳入的尸检案例包括未累及冠状动脉的猝死心脏病例、急性冠脉综合征(ACS)以及其他猝死案例。我们对连接蛋白43(Cx43)及其去磷酸化形式(npCx43)进行了双重荧光免疫染色,并计算了npCx43的比率。此外,使用抗C5b-9抗体对心肌细胞中的补体系统激活进行了免疫组化分析,并评估了缺氧诱导因子-1(HIF-1)的mRNA表达。
结果显示,npCx43比率显著增加,而C5b-9或HIF-1 mRNA的表达无显著变化。这些结果表明,npCx43的表达比率可能是未累及冠状动脉的猝死患者心肌快速缺血变化的有用指标。
引言
猝死的一般定义如下:对于有目击者的情况,指心血管源性猝死发生在症状发作后1小时内;而对于无目击者的情况,则指在患者最后一次被确认存活后的24小时内发生的意外心血管源性死亡[1]。尽管致命性心律失常被认为是猝死的原因之一,但它通常不会表现出有助于事件鉴定的可识别组织学异常[2]。相反,急性冠脉综合征(ACS)是由血管壁斑块破裂引起的,导致血栓形成、冠状动脉闭塞以及随后的心肌缺血[3]。然而,症状发作与死亡之间的时间较短,导致很少有明显的组织学异常[4]。尽管如此,心肌细胞可能在分子和免疫组化水平上表现出早期缺血性变化[5]。
心肌细胞的早期缺血性变化已在动物模型中得到广泛研究。由心肌缺血引起的基因表达变化可以通过缺氧诱导因子1(HIF-1)检测到,它上调血红素加氧酶-1、血管内皮生长因子、促红细胞生成素和热休克蛋白90等基因的表达[[6], [7], [8]]。此外,还报道了与细胞死亡相关的因素如B细胞淋巴瘤2和Bcl-2相关X蛋白的变化[9]。一些提示此类缺血性变化的标志物已在人体尸检案例中报告[[10], [11], [12], 30]。肌红蛋白和肌钙蛋白T是心肌细胞的结构蛋白,在急性心肌梗死和ACS中会从心肌细胞中泄漏出来[13, 14]。受伤的心肌细胞与补体系统结合,可通过针对细胞膜结合的补体C5b-9复合物进行免疫染色来可视化[15]。此外,连接蛋白43(Cx43)形成位于心肌细胞插入盘中的磷酸化间隙连接,在缺血期间发生去磷酸化[16, 17]。去磷酸化的Cx43重新定位于细胞质中[18]。这些早期缺血性心肌在病理变化触发之前会引起各种变化。
相比之下,室颤——最致命的心律失常之一——在发作后几乎立即导致冠状血流完全丧失[19]。在这种情况下,推测会发生快速心肌缺血。因此,在因快速心肌缺血引起的致命性心律失常案例中,心肌反应可能类似于ACS。
在法医尸检中,确定致命性心律失常是否为死亡原因是具有挑战性的,因为致命性心律失常属于功能性病理。尽管法医尸检案例归因于致命性心律失常,但明确的诊断结果很少。因此,开发可靠的测试以识别致命性心律失常的标志物是非常必要的。
本研究旨在确定在急性冠脉综合征(ACS)患者心肌细胞中诱发的超急性心肌缺血反应是否也出现在未累及冠状动脉的猝死心脏病例(SWOAI)中。为此,作为一项初步研究,我们分析了HIF-1 mRNA的表达,使用抗C5b-9抗体进行了免疫组化分析,并通过荧光免疫染色可视化Cx43和去磷酸化Cx43。我们将ACS案例(阳性对照组)、SWOAI(分析组)和其他非心脏性猝死案例(阴性对照组)的结果进行了比较。
尸检案例
研究检查了11例SWOAI患者、20例ACS患者和16例其他猝死对照案例的心脏尸检样本。所有尸检均在杏林大学医学院法医学系进行。该研究得到了杏林大学医学部研究伦理委员会的批准(伦理委员会批准编号:R01-063)。详细案例信息见表1。在对照组中,猝死案例由缺血性心脏病引起。
Cx43的免疫荧光分析
为了测量Cx43去磷酸化的比率,我们使用抗Cx43、抗npCx43和4',6-二脒基-2-苯基吲哚进行了多重免疫荧光染色。通过荧光显微镜计算npCx43的表达比率。在对照组中,Cx43定位于插入盘,而npCx43在心肌细胞中较低。在ACS和SWOAI组中,Cx43主要定位于插入盘。此外,npCx43与Cx43在ACS和SWOAI组中共同定位。
讨论
在本研究中,我们观察到与对照组相比,SWOAI和ACS组的Cx43比率显著增加。Cx43在心肌细胞插入盘处被磷酸化并发挥作用[16]。当心肌细胞缺氧且细胞内ATP耗尽时,ATP被去磷酸化并定位于细胞质中[20]。先前的研究表明,冠状动脉结扎会导致Cx43在插入盘处去磷酸化并重新定位于细胞质中。
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