缺血训练提高心肌灌注及修复的基础和临床研究
立论依据
缺血性心脏病是最常见的心血管致死原因之一。缺血性心脏病的临床治疗手段有常规药物治疗、冠状血管介入治疗、外科搭桥手术治疗和生物学治疗。但其治疗的本质是增加缺血心肌的血流灌注和保护心肌细胞活性，从而保护心脏功能。
缺血预适应(Ischemic Precondition IP)作为保护心肌细胞的一种内源性保护机制，目前的相关应用和研究很广泛。IP指的是几次短暂的心肌缺血/再灌注能保护长时间冠脉阻塞所致的心肌损害。它的生物学机制目前还不十分清楚，但比较认同的机制在于缺血预适应可以缩小缺血后坏死心肌的面积、减轻心功能障碍和降低心律失常的作用相关。
随着研究的发现，缺血预适应又有了新的进展：1993 年Przyklenk 等通过对狗的心脏左旋支进行预处理时，发现其对之后左前降支的梗死也能减少其梗死面积。从而极大地拓展了对早期缺血预适应的认识，这被称为“心内远程预适应”。之后又发现远程预适应并非局限于一个特定的脏器，被称为“器官间预适应”或“远程预适应”。另外有研究表明小肠的缺血预适应可以对心肌梗死产生保护作用。因此我们设想 1.不同部位进行的缺血预适应  2.反复的缺血训练是否都可以对心脏产生保护作用?
本课题早期研究显示，心脏康复的缺血训练可以增加缺血性心脏病患者的中枢性内啡肽的释放，并且训练能够减弱运动心率反应，相对降低运动时心肌耗氧量，心率下降还可有利于冠状动脉灌注时间延长，相对增加冠状动脉血流改善心肌血供。但是对于这种缺血训练对于心肌保护作用的机制尚不清楚。
有研究显示，缺血刺激可以促进体内内皮祖细胞的动员。Takahashi 等观察发现,在兔和鼠的局部缺血模型中,随着组织缺血程度的加重，外周血中内皮祖细胞数量逐渐增加。同样,在血管损伤、急性心梗等缺血刺激下循环中内皮祖细胞数量明显增加。自从Asahara等将内皮祖细胞注射到动物缺血肢体，并在缺血部位新形成的血管内皮中发现注射的内皮祖细胞，表明它们参与了缺血后血管生成过程。Hu等利用大鼠心肌梗死模型证实，内皮祖细胞移植促进心肌梗死区域周围血管生成，且新生血管内皮可发现移植的内皮祖细胞.有关新生血管功能的认识目前还不统一。多数人认为，新生血管可以促进缺血区域周围的血液供应，并利用激光多普勒测量进行了验证。但是，我们对进行的缺血训练是否会有内皮祖细胞的介入，目前尚不清楚。
本研究通过早期的临床实验，发现对心肌行缺血训练，可以减少患者的cTn-1、CK-MB,并且可以减少患者心血管不良事件的发生，但是对于其作用机理以及骨骼肌反复缺血是否对缺血心肌有保护作用及其机理需进一步研究。
本课题组进一步对缺血训练的心血管保护作用进行延伸和基础研究。本课题组建立缺血性心脏病动物模型，分别进行心肌缺血训练和骨骼肌缺血训练，通过观察训练前后局部心肌的血流量变化、梗死面积的变化、缺血训练对冠心病的作用。
实验中采用健康成年新西兰兔，于坐骨神经外膜纵行植入电极，施加高强度脉冲电刺激诱发靶肌肉(腓肠肌)等长收缩运动，作为生理性缺血训练的模型；在冠状动脉左室支安装气囊梗阻器，制作可控性心肌缺血模型。造模成功后随机分组，进行不同的缺血负荷，各组分别于实验前和实验后测量心肌梗死面积、左室EF值、毛细血管密度、侧支循环及血浆内皮祖细胞的数量及活跃程度，了解缺血训练对心肌的保护作用。
参考文献
1.Hayashi T, Tsuda E, Kurosaki K, et al. Electrocardiographic and clinical characteristics of idiopathic restrictive cardiomyopathy in children. Circ J,2007,71:1534-1539.
2.Crowley JJ, Dardas PS, Shapiro LM. Assessment of apical hypertrophic cardiomyopathy using transoesophageal echocardiography. Cardiology, 1997,88:189-196.
3.Abinader EG, Sharif D, Shefer A, et al. Novel insights into the natural history of apical hypertrophic cardiomyopathy during long-term follow-up. Isr Med Assoc J,2002,4:166-169.
4.Eriksson MJ, Sonnenberg B, Woo A, et al. Long-term outcome in patients with apical hypertrophic cardiomyopathy. J Am Coll Cardiol,2002,39:638-645.
5.Suzuki J, Watanabe F, Takenaka K, et al. New subtype of apical hypertrophic cardiomyopathy identified with nuclear magnetic resonance imaging as an underlying cause of markedly inverted T wave. J Am Coll Cardiol,1993,22:1175-1181.
6.Yamaguchi H, Ishimura T, Nishiyama S, et al. Hypertrophic nonobstructive  cardiomyopathy with giant negative T Waves(apital hypertrophy): ventriculographic and echocardiographic features in 30 patients. Am J Cardiol,1979,44:401-412.
7.Arad M, Penas-Lado M, Monserrat L, et al. Gene mutations in apical hypertrophic cardiomyopathy. Circulation 2005,112:2805-2811.
8.Notomi Y, Setser RM, Shiota T, et al. Assessment of left ventricular torsional deformation by Doppler tissue imaging: validation study with tagged magnetic resonance imaging.Circulation,2005,111:1141-1147.
9.Gustafsson U, Lindqvist P, M?rner S, et al. Assessment of regional rotation patterns improves the understanding of the systolic and diastolic left ventricular function: an echocardiographic speckle-tracking study in healthy individuals. Eur J Echocardiogr. 2009,10:56-61.
10.季玲,许迪,陆凤翔,等.斑点追踪成像技术对左心室扭转功能的评价.中华超声影像学杂志,2008,17:19-22.
11.Carasso S, Yang H, Woo A, et al. Systolic myocardial mechanics in hypertrophic cardiomyopathy: novel concepts and implications for clinical status. J Am Soc Echocardiogr,2008,21:675-683.
12.Van Dalen BM, Kauer F, Soliman OI, et al. Influence of the pattern of hypertrophy on left ventricular twist in hypertrophic cardiomyopathy. Heart,2009,95:657-661.
13.Chang SA, Kim HK, Kim DH, et al. Left ventricular twist mechanics in patients with apical hypertrophic cardiomyopathy: assessment with 2D speckle tracking echocardiography. Heart,2010,96:49-55.
14.Yamada M, Teraoka K, Kawade M, et al. Frequency and distribution of late gadolinium enhancement in magnetic resonance imaging of patients with apical hypertrophic cardiomyopathy and patients with asymmetrical hypertrophic cardiomyopathy: a comparative study. Int J Cardiovasc Imaging 2009,25:131-138.
15.Kim HK, Sohn DW, Lee SE, et al. Assessment of left ventricular rotation and torsion with two-dimensional speckle tracking echocardiography. J Am Soc Echocardiogr,2007,20:45-53.
16.Takeuchi M, Nishikage T, Nakai H, et al. The assessment of left ventricular twist in anterior wall myocardial infarction using two-dimensional speckle tracking imaging. J Am Soc Echocardiogr,2007,20:36-44.
17.Takeuchi M, Nakai H, Kokumai M, et al. Age-related changes in left ventricular twist assessed by two-dimensional speckle-tracking imaging. J Am Soc Echocardiogr,2006,19:1077-1084.
研究内容及研究方案
研究目标、内容和拟解决的问题
[研究目标]
观察缺血性心脏病患者应用缺血训练对心肌血供的影响。
[研究内容]
1.研究缺血训练对于缺血性心脏病患者的cTn1,CK-MB和心血管事件发生率的影响。
2.研究缺血训练对缺血性心脏病动物模型的缺血心肌处毛细血管密度、血流量和射血分数的改变及其细胞学基础
 [拟解决的关键问题]
　　心肌的缺血训练和骨骼肌的缺血训练中，有关内皮祖细胞的动员和鉴定是一个关键问题。根据文献，应用CD34/flk-1进行荧光双标，流式细胞仪进行细胞鉴定，并且同时可以计数。同时通过细胞培养，根据细胞吞噬ac-LDL和UEA-1的特性，从两方面确定内皮祖细胞。
研究方法
一 临床实验
　　我们本院心血管内科住院患者100例，按照1980年全国内科学术会议建议采用的“缺血性心脏病的命名和诊断标准” 入组，进行：
1.病史采集：包括症状、体征，既往史、个人史、家族史。
2.心肌缺血训练：。对照组采用常规PTCA手术方法: 每次球囊扩张时间< 60s, 每次扩张无明显间歇。观察组术时设置IP: 对病变血管行球囊扩张90s, 5min 后行再灌注; 再以相同压力扩张90s, 5min后操作同对照组。两组术后均应用低分子肝素, 连用3天; 替格瑞洛90mg 口服, 2 次/d; 阿司匹林0.1g/d 口服；曲美他嗪 30 mg tid。
3.观察指标：。PTCA 术前及术后6、12、24、48、72h 分别采取两组肘静脉血3ml, 离心血清, 分装冷藏于- 20℃冰箱, 3d 内测定cTn-I及CK-MB。
4. 随访方案：随访时间1-15年，患者来我院门诊复查标准12导联心电图或24小时动态心电图、超声心动图。随访内容包括：①病死率及心血管事件发生率（心肌梗死、致死性心律失常、美国纽约心脏病协会（NYHA）心功能分级Ⅲ～Ⅳ级及卒中）；②坚持服药情况（β受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂等）
二. 动物实验
　　健康成年新西兰兔于坐骨神经外膜纵行植入电极，施加高强度脉冲电刺激诱发靶肌肉(腓肠肌)等长收缩运动，作为生理性缺血训练的模型；在冠状动脉左室支安装气囊梗阻器，制作可控性心肌缺血模型。造模成功后随机分组，分别进行不同的心肌缺血训练和骨骼肌缺血训练，观察各组实验前和实验后测量左室EF值、毛细血管密度、侧支循环及血浆内皮祖细胞的数量及活跃程度。
研究计划及预期研究成果
　　心血管疾病是目前主要致死原因之一，成为医疗花费的主要负担。本研究采用心脏康复训练观察是否能促进冠状动脉侧支循环的生成，是否对于远隔的病理性缺血组织侧支循环的形成有远隔效应。
　　本研究假设一旦证实，如果每天进行反复心肌缺血和生理性缺血训练的刺激，可以减少梗死面积，并增加内皮祖细胞的量及活跃程度，发挥促进侧支血管生成的作用。那么骨骼肌等长收缩运动作为日常生活中常用的动作之一，它作为生理性缺血训练模型的最大价值是安全、有效、临床应用方便、医疗成本低廉，并且容易被患者所接受。则研究结果将有可能开创冠心病康复治疗的新途径，简单易行和节省医疗资源，且有效提高患者的生存期和生存质量。
研究基础
、已做的工作基础和实验室条件
工作基础
　　本课题早期研究显示，心脏康复的缺血训练可以增加缺血性心脏病患者的中枢性内啡肽的释放，并且训练能够减弱运动心率反应，相对降低运动时心肌耗氧量 心率下降还可有利于冠状动脉灌注时间延长，相对增加冠状动脉血流改善心肌血供。
　　课题组进行了相关动物实验的预实验，成功提取动物的外周血病培养成为内皮祖细胞，成功完成神经外膜插入电极的缺血训练动物模型，能成功进行动物的心脏超生检查，测定EF。
　　课题组已经发表相关论文其中SCI5篇，核心期刊1篇
实验室基础
　　本校实验室具有本研究所需的一切设备，如-20oC 与-80oC 冰箱、层流式细胞培养室、低温离心机、酶标分析仪、柯达图像分析系统、制冰机、三恒多用高压电泳仪及垂直电泳槽、CO2 培养箱、共聚焦显微镜、超薄切片机、 透射电子显微镜、扫描电子显微镜、 荧光正置显微镜、荧光体视显微镜、γ-免疫计数仪、全自动高速冷冻离心机、Western Blot 自动转膜装置、Gelman 超滤系统、定量PCR 仪、Real-time PCR 仪、HLA 检测、流式细胞仪；FACS检测、形态学检测、功能检测等技术并有专门的技术人员协助。
　　南京医科大学实验动物中心：达到国家一级动物实验中心标准，可提供各类实验动物与动物实验环境。
2、近年的主要研究成绩（包括承担课题取得的成果，发表论文等）
1）Xu xin. Effects of polysaccharides extracted from medicinal mushroom chaga,inonotus obliquus  (pers.:fr) pilat(aphyllophoromycetideae) on alloxan-diabetes mice. international journal of medicinal mushrooms, 2010；12（3）：235
2）Xu xin, Chemical analysis and antioxidant activity in vitro of a-d-glucan isolated from
Dictyophora indusiata. International Journal of Biological Macromolecules.2012;51:70– 75.
3）徐欣等，脑利钠尿肽前体联合64层CT在冠心病诊断中的应用。临床荟萃2010年
4）心肌肌钙蛋白I与冠心病远期心脏事件的关系探讨。现代医学 2008年
5）缺血预适应对PTCA术中心肌的保护作用。山东医药 2006年
6）缺血训练改善心肌供血的基础和临床研究。2012年江苏省卫生厅医学新技术引进奖二等奖。
7）《缺血预适应对PTCA术中心肌保护作用》2004-2005年度无锡市自然科学优秀学术论文评审中被评为三等奖。
无锡市第二人民医院徐欣