RNA氧化及其抑制酶参与心力衰竭发病机制的研究

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研究背景:心力衰竭由于其患病率高、病死率高和发病机制不明确已经成为一种全球性的公共卫生问题。高血压是导致心衰发生的常见因素之一。近年来,氧化应激在心衰的发病机制中成为研究的热点。我们的前期研究发现,体内RNA的氧化与多种老年慢性疾病的发生发展有关,但是RNA氧化与心衰的发病机制是否有关目前尚不清楚。探索RNA氧化及其抑制机制参与心衰发生发展的过程,以及具体参与机制,有助于阐明心衰新的发病机制,为治疗疾病找寻新的靶点。本实验首先在动物水平上探讨了 RNA氧化及其抑制酶与心衰发生发展的相关性;在此基础上,在细胞水平上进一步研究了 RNA氧化及其抑制酶参与心衰发生发展的相关机制。第一部分RNA氧化及其抑制酶与高血压大鼠心衰发生发展相关性的研究研究目的:探讨RNA氧化及其抑制酶与心衰发生发展的相关性。研究方法:将雄性Dahl盐敏感大鼠(Dahl Salt Sensitive Rat,DSSR)分为8%NaCl组和0.3%NaCl组,分别给予相应浓度的配方饲料喂养4、10、16 周;我们采用DSSR的血压、心脏组织HE染色、心脏彩超心功能指标和血浆N端脑钠肽前体(N terminal pro B type natriuretic peptide,NT-ProBNP)来评价造模;采用高效液相色谱-质谱法(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,LC-MS/MS)测定 DSSR 心肌组织及尿液8-氧化鸟苷(8-hydroxyguanosine,8-oxoGsn)和8-氧化脱氧鸟苷(8-hydroxydeoxyguanosine,8-oxodGsn)水平;使用蛋白免疫印记法(Western Blot,WB)检测了 ERK-MAPK通路和MTH1的表达情况。研究结果:8%NaCl组大鼠随着高盐饮食时间的延长,出现了血压增高、心肌肥厚、舒张功能下降、血浆NT-ProBNP升高等心衰症状,尿液和心脏组织中的8-oxoGsn含量也随之增高,并与心衰相关指标呈明显相关关系。此过程还伴随了 ERK-MAPK通路蛋白的顺次激活,和MTH1酶的增加。研究结论:RNA氧化及抑制机制与心衰的发生发展有关,并可能是通过ERK-MAPK通路参与心衰的病理生理过程。第二部分RNA氧化及其抑制酶参与AngⅡ诱导心肌细胞肥大的机制研究研究目的:探讨RNA氧化及其抑制酶是否介导了血管紧张素Ⅱ(AngiotensinⅡ,AngⅡ)诱导的心肌细胞肥大及相关机制。研究方法:通过体外培养大鼠源心肌H9c2细胞,使用AngⅡ阶梯浓度和时间诱导H9c2细胞肥大构建高血压心室重构心肌肥大模型;构建MTH1过表达质粒转染H9c2细胞,以保护心肌细胞内RNA在AngⅡ的刺激下发生的氧化损伤;采用PCR检测ANP,BNP,β-MHC 3个指标评价心肌细胞肥大程度;采用免疫荧光细胞爬片法和酶联免疫吸附试验(Enzyme Linked Immunosorbent Assay,ELISA)方法测定心肌细胞内8-oxoG的含量来评价RNA氧化程度;WB检测心肌细胞ERK-MAPK通路和RNA氧化抑制酶MTH1的表达情况。研究结果:AngⅡ介导的H9c2心肌细胞肥大模型,RNA氧化水平明显增高,RNA氧化抑制酶MTH1表达水平明显增高,且ERK-MAPK通路次序激活,在体外细胞水平印证了 RNA氧化及其抑制酶的变化情况与心肌细胞肥大过程有关;在Ang Ⅱ介导的H9c2心肌肥大细胞模型中,我们通过转染MTH1过表达质粒,发现RNA氧化代谢产物8-oxoG表达量显著降低,ERK-MAPK信号通路的活化程度降低,且此过程中伴随着心肌细胞肥大程度的下降,提示RNA氧化产物8-oxoG可能通过介导ERK-MAPK通路导致心肌细胞肥大的发生。研究结论:RNA氧化及抑制机制参与了 AngⅡ诱导的心肌细胞肥大过程,其机制可能是8-oxoG激活ERK-MAPK通路导致的。
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