多西环素对四种大鼠肺动脉高压模型的影响

Effect of doxycycline on the development of pulmonary hypertension induced by four methods in rats

目的观察广谱基质金属蛋白酶（MMPs）抑制剂多西环素对4种大鼠实验性肺动脉高压肺血管重构的影响，探讨MMPs在不同病理生理条件所致肺动脉高压肺血管重构中的作用。方法将成年健康雄性SD大鼠（350-400g），随机分为正常组（N）、低氧模型组（H）及其干预组（HD）、野百合碱模型组（M）及其干预组（MD）、高肺血流模型组（P）及其干预组（PD）、新生内膜模型组（PM）及其干预组（PMD）。干预药物多西环素20mg／（kg·d）灌胃，均于模型建立前2d开始给予直至实验终止。4周后（新生内膜模型为5周）观察各组的平均肺动脉压（mPAP）、右心指数即“右心室／左心室＋室间隔”重量比；采用光镜，免疫组织化学和图像分析方法，观察肺小动脉中膜厚度百分比（WT％）和肺非肌性小动脉肌化程度；明胶酶谱法检测各组肺组织匀浆中MMPs活性的变化情况。结果①mPAP和右心指数，正常组（N）和各干预组（HD，MD，PD，PMD）均低于其相应的模型组（H，M，P，PM）（P〈0．01）。例如，mPAP（mmHg）（1mmHg=0．133kPa）：N：18．10±1．45，H：27．20±1．55，HD：23．90±2．13；右心指数（％）：N：23．41±1．84，H：34．44±2．70，HD：27．55±2．45。②肺小动脉中膜厚度百分比和肺非肌性小动脉肌化程度2项指标，正常组和各干预组均低于相应的模型组（P〈0．01）。例如，WT％：N：10．90±3．11，H：41．41±5．21，HD：17．73±3．12；肌化程度（％）：N：13．83±3．72，H：44．93±2．43，HD：29．89±4．45。③MMPs活性，正常组和各干预组均低于相应的模型组（P〈0．01）。例如，MMP2活性（A值×10^3）：N：1．43±0．24，H：3．58±0．28，HD：2．29±0．31。结论多西环素能减轻4种模型的肺动脉高压和肺血管重构，提示MMPs高表达可能在肺动脉高压肺血管重构的形成过程中发挥重要作用。在4种不同病理生理条件下得到的结论一致，提示这种作用可能具有普遍意义。MMPs抑制可能成为肺动脉高压新的干预策略。

Objective Based on establishment of four rat models of experimental pulmonary hypertention （PH）, the authors examined the inhibition of matrix metalloproteinases （MMPs） by doxycycline and its effect on the development of PH and associated pulmonary vascular remodeling. Method Healthy male Spraque-Dawley rats （weight 350 g to 400 g）were randomly divided into nine groups： Normal control group （N）, four model groups （H, M, P, PM ） and their corresponding drug intervention groups （HD, MD,PD,PMD） in which doxycycline was given by gavage at a 20 mg/kg daily dosage. On day 28 （day 35 for PM and PMD models ）, the animals were catheterized to record mean pulmonary arterial pressure （mPAP） and then sacrifised. Fulton Index [RV/（LV ＋ S）] was measured immediately. Morphometric parameters, including percent vascular wall thickness and muscularizition of non-musclarised peripheral pulmonary arterioles were determined microscopically. The activity of MMPs was measured by gelatin zymography in the lung tissue. Results ① Rats in all model groups （H,M,P,PM） developed significant pulmonary arterial hypertension and right ventricular hypertrophy in comparison with their corresponding drug intervention groups （ HD, MD, PD, PMD） and normal control group （N） （ P 〈 0.01 ）. For example, mPAP （mm Hg） （ 1 mm Hg = 0. 133 kPa） ： N ： 18.10 ± 1.45, H ： 27.20 ± 1.55, HD ： 23.90 ± 2. 13 ; Fuhon Inedx （ % ） ： N ： 23.41 ± 1.84, H ： 34. 44 ± 2. 70, HD ： 27. 55 ± 2.45. ② The percent vascular wall thickness （ WT% ） and percentage of muscularization of non-muscular pulmonary arterioles were significantly increased in all model groups compared with drug intervention groups and normal group （ P 〈 0. 01 ）. For example, WT%： N： 10.90 ±3.11, H：41.41±5.21, HD： 17.73±3.12; Muscularization （%）： N： 13.83± 3.72, H： 44. 93 ± 2. 43, HD： 29. 89 ± 4.45. ③The activity of MMPs was inhibited by doxycycline effectively as assessed by gelatin zymography （ P 〈 0. 01 ）. For example, the activity of MMP2 （A ×10^3 ） ： N ： 1.43 ± 0. 24, H ： 3.58 ± 0. 28, HD ： 2. 29 ± 0. 31. Conclusion Doxycycline attenuated PH and associated pulmonary vascular remodeling in all rat PH models. The study suggests that high expression and enhanced activity of MMPs may play a crutial role in the development of PH. Such phenomenon seems to be common in a variety of PH models of different etiology.