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研究目的:通过研究间歇运动对正常及心梗大鼠心肌非梗死区组织中Smyd1基因及蛋白表征,进一步探索间歇运动对心肌梗死大鼠心室重塑,病理性心肌肥大干预的可能机制,为运动预防心梗后心力衰竭治疗方法提供实验依据。研究方法:雄性SD大鼠48只,随机分为正常对照组(C组)、正常运动组(CE组)、假手术组(S组)、心梗组(MI组)、心梗运动组(ME组)、心梗+ROS清除剂Tempol组(MT组),每组8只。采用左冠状动脉前降支结扎法(LAD)建立心梗模型,S组仅穿线不结扎。CE组进行8周跑台训练,ME组于术后静养1周后行8周跑台训练。MT组在饮用水中添加浓度为2mmol/L ROS清除剂Tempol,供饮水充足。间歇运动方案:第1周为适应性训练(10m/min×30min);之后先以10m/min热身运动1Omin,然后逐渐递增至25m/min×7min和15m/min×3min依次交替进行,总时间60min,一周5天,持续8周。运动结束后次日,腹腔麻醉大鼠,开胸并通过右颈总动脉逆行插管测定血流动力学指标LVSP、LVEDP、±dp/dtmax,反映各组心功能变化。之后迅速摘取心脏并称重。HE染色测心肌非梗死区100个细胞横截面积总和,Masson染色测定胶原容积分数(CVF)。RT-qPCR检测smyd1基因表达。Western Blot检测Smyd1、Trx1、α-actin、BNP 蛋白含量。T-SOD、MDA、CAT、GSH-PX 试剂盒检测心肌非梗死区组织氧化应激水平。培养H9C2心肌细胞,使用过氧化氢(H202)干预模拟心梗心脏非梗死区氧化应激:(1)不同浓度 H2O2(20μmol/L、50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L、300μmol/L、5000μmol/L、800μmol/L、1000μmol/L)处理 H9C2 心肌细胞,并分别于4h、6h、12h、24h后采用MTT法检测各处理组细胞的存活率。筛选处理时间。(2)不同低浓度 H2O2(20μmol/L、50μmol/L、100mol/L、200μmol/L、300μmol/L)处理H9C2心肌细胞,4h后采用MTT法检测各处理组细胞存活率。后提取各组细胞的蛋白和RNA,Western Blott检测各处理组细胞Smyd1和Trx1的蛋白表达水平,RT-qPCR检测各处理组smyd1的基因表达水平。观察H9C2细胞表面积。研究结果:(1)心肌梗死大鼠非梗死区心肌组织Smyd1基因和蛋白水平表达均显著上调。表明,心梗可刺激心肌非梗死区Smyd1的基因与蛋白表达升高。(2)心肌梗死大鼠非梗死区心肌细胞横截面积增大,且Smyd1表达升高。推测,Smyd1参与心梗后心肌细胞的代偿性肥大。(3)间歇运动后正常心肌组织Smyd1基因和蛋白表达无显著性变化。表明,运动对正常心肌Smyd1表达影响较小。(4)间歇运动后可显著降低心梗大鼠非梗死区心肌组织smyd1的基因表达,而Smyd1蛋白表达无显著性降低。(5)心肌梗死导致心脏LVSP和±dp/dtmax显著降低,LVEDP和心肌胶原容积分数CVF以及非梗死区心肌细胞横截面积显著升高;间歇运动可显著升高心脏LVSP和±dp/dtmax,显著降低LVEDP和心肌胶原容积分数CVF以及非梗死区心肌细胞横截面积。表明,心肌梗死导致心脏发生病理性重塑,降低心功能,间歇运动可显著改善心肌梗死心脏的病理性重塑,改善心功能。(6)相关分析结果显示,运动改善心肌梗死的病理性重塑和心功能与Smyd1表达关系密切。(7)ROS清除剂和间歇运动均显著降低心梗心脏smyd1基因表达。ROS清除剂显著降低心梗心脏smyd1蛋白表达。(8)ROS清除剂和间歇运动均显著降低心梗心脏α-actin和BNP的表达。(9)ROS清除剂和间歇运动显著降低心梗心肌组织Trx1蛋白表达水平,显著升高心梗大鼠心肌组织T-SOD水平。显著降低心梗大鼠心肌组织MDA含量。表明,间歇运动总体上显著降低心梗心脏ROS水平,达到与ROS清除剂效果相同。(10)相关性分析结果显示,心梗大鼠心脏Smyd1表达与SOD呈显著负相关(P<0.01),与MDA呈显著正相关(P<0.01)。表明,心梗大鼠心脏氧化应激水平与smyd1表征关系密切。(11)H2O2浓度在50μmol/L至200μmol/L之间时,H9C2细胞Trx1蛋白表达随H2O2浓度升高而逐渐升高。表明H2O2诱导H9C2心肌细胞发生氧化应激损伤。(12)50μmol/L H202处理H9C2心肌细胞4h后引起的氧化应激可上调Smyd1和Trx1的蛋白及Smyd1的mRNA表达,并促使细胞肥大。表明,Smyd1可能参与氧化应激引起的心肌细胞组蛋白甲基化及心肌细胞病理性肥大。提示,氧化应激水平与Smyd1关系密切。心梗后通过降低氧化应激水平,引起Smyd1表达降低。间歇运动可以缓解氧化应激,从而调节Trx1-Smyd1水平,改善心梗致心梗心脏的病理性重塑,心功能得到改善。研究结论:(1)心肌梗死大鼠非梗死区Smyd1表达升高,间歇运动可下调心梗心脏Smyd1表达。(2)间歇运动可显著改善心梗心脏的病理性重塑,显著改善心功能。Smyd1表达与心功能改善关系密切。提示,间歇运动可能调节Smyd1的表达抑制心肌梗死导致的心脏病理性重塑,改善心功能。(3)氧化应激刺激可上调心肌细胞Trx1、Smyd1的表达,间歇运动降低心脏的氧化应激水平和心脏病理性重塑,可能是通过Trx1-Smyd1途径实现的。