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目的:本研究旨在探讨AP39是否能改善高同型半胱氨酸所诱发的血管衰老,并且探讨FUNDC1所介导的线粒体重构在其中的作用。方法:(1)为明确AP39对内皮细胞衰老的改善作用,经不同浓度(250μM、500μM、750μM、1m M、2m M)的HCY处理人脐静脉内皮细胞24小时后明确最佳浓度,Western Blot用于检测衰老相关蛋白(P53、P21)进行验证;然后用不同浓度AP39(1n M、10n M、30n M、100n M、300n M)预处理24小时探索最佳药物浓度,同样用Western Blot检测衰老相关蛋白(P53、P21)验证;经内源性H2S生成酶cystathionineγ-lyase(CSE)抑制剂DL-Propargylglycine(PAG)抑制H2S后,通过Western Blot观察线粒体重构相关蛋白和衰老蛋白的表达变化。此过程中筛选到FUNDC1蛋白表达量变化。使用SA-β-Gal染色剂进一步确定是否AP39确实能改善HCY所致的人脐静脉内皮细胞衰老。(2)使用FUNDC1在线粒体重构过程和内皮细胞衰老的作用,使用si-RNA沉默FUNDC1基因表达后使用Western Blot检测线粒体重构相关蛋白(DRP1、p-DPR1、MFN1、MFN2、PGC-1α)和衰老相关蛋白(P53、P21、IL-6),明确FUNDC1对线粒体重构和人脐静脉内皮细胞衰老表型的影响。(3)经为明确AP39是通过FUNDC1促进线粒体重构改善内皮细胞衰老,采用si-FUNDC1沉默FUNDC1后,然后用AP39预处理细胞观察对HCY所致内皮细胞衰老程度的改善情况及线粒体重构情况,使用Western Blot检测衰老蛋白及线粒体重构相关蛋白,SA-β-Gal染色观察内皮细胞衰老情况的改变,JC-1探针观察细胞线粒体膜电位情况的改变。明确AP39是通过FUNDC1促进线粒体重构从而改善HCY所致人脐静脉内皮细胞的机制。(4)经动物组织中进一步明确是否AP39能通过FUNDC1促进线粒体重构从而改善血管衰老,喂养50只雄性8周龄的SD大鼠饲养于SPF级环境,体重约220g,随机分为5组:对照组(Control组),HCY组(高同型半胱氨酸所致血管衰老模型组,使用10g/L的L-蛋氨酸饮水连续喂养10周),HCY+AP39组(HCY组大鼠在处死前4周连续AP39(100n M/kg/d)腹腔注射干预),HCY+AP39+PAG组(HCY+AP39组大鼠在处死前4周连续腹腔注射PAG(内源性硫化氢生成酶CSE抑制剂,30mg/Kg)),AP39对照组(Control组大鼠在处死前连续AP39(100n M/kg/d)腹腔注射干预)。处死大鼠后,采用组织β-半乳糖苷酶染色观察各组SD大鼠颈部血管组织染色情况,Western Blot观察衰老相关蛋白,RT-q PCR观察衰老相关基因(IL-6,P21)、FUNDC1基因、线粒体重构基因(MFN1)等基因的表达,HE染色观察各组SD大鼠血管形态的变化,Masson染色观察各组SD大鼠颈部血管组织的胶原纤维沉积情况,采用透射电子显微镜观察各组SD大鼠颈部血管组织中线粒体形态变化和数量变化。结果:(1)在体外实验中:与Control组相比,当HCY浓度为1m M时,Western Blot显示P53、P21等衰老相关蛋白表达量最高(P<0.05),在此剂量基础上,Western Blot显示HCY组细胞内FUNDC1、CSE蛋白表达量显著下降(P<0.05);SA-β-Gal染色显示荧光强度显著增强(P<0.05),Western Blot显示p-DRP1、MFN1、MFN2、PGC-1α等线粒体重构相关蛋白表达量显著下降(P<0.05),JC-1探针显示线粒体膜电位显著降低(P<0.05)。在体内试验中:与Control组SD大鼠相比,在HCY组SD大鼠血管组织中,Western Blot显示P53、P21、IL-6等衰老相关蛋白表达量显著增高(P<0.05),RT-q PCR显示IL-6、P21基因表达显著增高(P<0.05),FUNDC1和线粒体重构基因MFN1的基因表达下降(P<0.05),β-半乳糖苷酶染色显示颈部血管组织染色阳性率显著增高,HE染色显示内膜连续性中断,损伤凸起显著,中膜平滑肌排列紊乱,Masson染色显示颈部血管组织胶原纤维沉积量显著增加(P<0.05),透射电子显微镜显示线粒体数量显著减少,且线粒体重构程度显著下降。结果表明HCY能导致血管衰老、血管损伤及病理性重塑,抑制线粒体重构,且此的过程与FUNDC1和CSE基因表达相关。(2)在体外实验中:与HCY组相比,当AP39浓度为100n M时,Western Blot显示P53、P21等衰老相关蛋白表达量最低(P<0.05),在此剂量基础上,Western Blot显示HCY+AP39组细胞内FUNDC1、CSE蛋白表达量显著下降(P<0.05);SA-β-Gal染色显示荧光强度显著降低(P<0.05),Western Blot显示p-DRP1、MFN1、MFN2、PGC-1α等线粒体重构相关蛋白表达量显著上升(P<0.05),JC-1探针显示线粒体膜电位显著回升(P<0.05)。在体内试验中:与HCY组SD大鼠相比,在HCY+AP39组SD大鼠血管组织中,Western Blot显示P53、P21、IL-6等衰老相关蛋白表达量显著降低(P<0.05),RT-q PCR显示IL-6、P21基因表达显著下降(P<0.05),FUNDC1和MFN1基因表达增高(P<0.05),β-半乳糖苷酶染色显示颈部血管组织染色阳性率显著降低,HE染色显示内膜连续性和完整性显著好转,且平滑肌排列整齐度有所改善,Masson染色显示颈部血管组织胶原纤维沉积量显著降低(P<0.05),透射电子显微镜显示线粒体数量显著增加,且线粒体重构程度显著上升。结果表明AP39能改善HCY所致的血管衰老、血管损伤及病理性血管重塑,促进线粒体重构,且此过程与FUNDC1和CSE基因表达相关。(3)在体外实验中:与HCY+AP39组相比,Western Blot显示HCY+AP39+PAG组内皮细胞内P21蛋白表达量增高(P<0.05),线粒体MFN2蛋白表达量下降(P<0.05)。在体内实验中:Western Blot显示血管组织内P53、P21、IL-6等衰老蛋白再次升高(P<0.05),RT-q PCR显示IL-6、P21基因表达再次增高(P<0.05),FUNDC1和线粒体重构基因MFN1的基因再次下降(P<0.05),β-半乳糖苷酶染色显示颈部血管组织染色阳性率再次显著升高,HE染色显示内皮完整性和连续性有下降,且平滑肌排列整齐度显著下降,Masson染色显示颈部血管组织胶原纤维沉积量显著降低(P<0.05),透射电子显微镜显示线粒体数量再次显著下降,且线粒体重构程度显著下降。结果表示AP39改善血管衰老、血管损伤、病理性血管重塑、促进线粒体重构等过程能被抑制内源性H2S生成这一过程所阻断。(4)在体外实验中:与Control组相比,在si-FUNDC1组内皮细胞内,Western Blot显示线粒体衰老相关蛋白P53、P21、IL-6等衰老相关蛋白表达量显著上升(P<0.05),而线粒体重构相关蛋白p-DRP1、MFN1、MFN2、PGC-1α表达量显著上升(P<0.05)。结果提示抑制FUNDC1基因表达能导致内皮细胞衰老并且抑制线粒体重构。(5)在体外实验中:与HCY+AP39组相比,在HCY+AP39+si-FUNDC1组中,Western Blot显示P53、P21、IL-6等衰老相关蛋白表达量回升(P<0.05),SA-β-Gal染色显示荧光强度显著升高(P<0.05),Western Blot显示p-DRP1、MFN1、MFN2、PGC-1α等线粒体重构相关蛋白表达量显著下降(P<0.05),JC-1探针显示线粒体膜电位显著下降(P<0.05)。结果表明AP39能通过FUNDC1改善内皮细胞衰老和促进线粒体重构的效应。结论:AP39通过FUNDC1促进线粒体重构从而有效改善高同型半胱氨酸诱发的血管衰老,为血管衰老研究提供新的治疗前景。