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研究背景:心肌梗死是危及人类健康的重要疾病,是导致心室重构和心衰发生的主要病因,如何逆转心肌梗死后心室重构是临床降低死亡率、改善预后的关键。近年来大量研究发现长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)在多种疾病的病理生理过程中起到重要作用,其中包括细胞凋亡和炎症反应。LncRNA MEG3(maternally expressed gene 3)是一种抑癌因子,在多种组织中高度保守,其机制主要是通过靶向结合蛋白或microRNA来调控细胞功能,目前在心肌梗死中的作用尚不明确。本研究旨在观察lncRNA MEG3在心肌梗死后组织中的表达变化,然后利用慢病毒作为载体,调控lncRNA MEG3在体内的表达,研究其对心肌梗死后心室重构的影响,并利用体外实验探讨其潜在的分子机制。研究方法:1、利用冠状动脉前降支结扎制作C57/BL6小鼠心肌梗死模型,予以原代乳小鼠心肌细胞进行缺氧气体培养制作心肌细胞缺氧模型,然后在各个时间点取心肌梗死小鼠梗死区及周边区的心肌组织(2h、4h、6h、12h、24h、1w)、缺氧的心肌细胞(1h、4h、6h、12h、24h)及各自对照组,运用qRT-PCR方法检测各组不同时间点lncRNA MEG3的基因表达。2、探讨lncRNA MEG3在小鼠心肌梗死后心室重构中的作用。细胞实验:将构建的lncRNA MEG3慢病毒干扰载体(MEG3 shRNA-1,MEG3 shRNA-2)及对照慢病毒载体(scramble NC)转染乳小鼠心肌细胞,通过免疫荧光、流式细胞术及qRT-PCR方法评估慢病毒载体在心肌细胞中的转染效率及对lncRNA MEG3的抑制效率,并筛选出抑制效率较高的慢病毒干扰载体。动物实验:在小鼠行心肌梗死模型时将慢病毒干扰载体(lenti-si lncRNA MEG3)及对照慢病毒载体(lenti-GFP)在梗死周边区进行多点心肌内注射,假手术(sham)组行开胸、心肌内注射等量DPBS处理。术前及术后1周、4周行心脏超声检测小鼠心功能;术后4周处死小鼠,心脏组织切片行免疫荧光观察慢病毒在心肌组织中的转染状况,qRT-PCR检测心肌梗死区及周边区lncRNA MEG3的基因表达评估慢病毒在体内的干扰效率;大体标本、HE、Masson及WGA染色评估心肌梗死面积大小、心脏纤维化、梗死周边区心肌细胞的大小;western blotting检测心衰标志物ANP的表达。3、探讨lncRNA MEG3介导心室重构的机制。将lenti-si lncRNAMEG3及lenti-GFP转染心肌细胞,予缺氧刺激,CCK-8及LDH释放法检测细胞存活率及损伤率;将病毒转染的心肌组织及细胞,行TUNEL染色或流式细胞术检测心肌细胞凋亡情况;免疫组化、western blotting等检测凋亡相关蛋白caspase-3、Bcl-2、Bax表达以及内质网应激蛋白GRP78、CHOP、PERK、ATF4等表达;行HE染色、CD68免疫组化、qRT-PCR、ELISA及DHE染色分别检测心肌组织中炎症细胞浸润情况、血清中炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6及心肌细胞中ROS的表达水平。4、lncRNA MEG3靶向p53蛋白。根据相关文献报道,p53可能是lncRNA MEG3的靶点。通过western blotting、免疫荧光等检测低表达lncRNA MEG3是否能调控p53表达,并在心肌细胞中行RNA结合蛋白免疫共沉淀实验验证是否lncRNA MEG3能与p53蛋白结合。研究结果:1、QRT-PCR结果显示在小鼠心肌梗死后梗死及周边区心肌组织、缺氧心肌细胞中,lncRNAMEG3的表达随各时间点先上升再下降(P<0.05),表达量均较对照组高,尤其在心肌梗死6h、缺氧4h时表达最高。2、细胞实验:慢病毒载体在心肌细胞内的转染效率达64.60±1.39%(P<0.01),慢病毒干扰载体MEG3 shRNA-1的抑制效率较高(P<0.01)。动物实验:慢病毒干扰载体能在心肌组织中成功转染并抑制lncRNA MEG3表达。与lenti-GFP组相比,lenti-si lncRNA MEG3组小鼠心肌梗死后左室EF、FS明显著升高(P<0.01),LVESD 及 LVEDD 降低(P<0.05);另外,lenti-si lncRNA MEG3 组小鼠较 lenti-GFP组的心肌梗死面积减小,心脏纤维化减轻,梗死周边区心肌细胞大小明显减小,心衰标志物ANP表达也显著下降(P<0.01)。3、在正常情况下,lenti-si lncRNA MEG3与lenti-GFP组心肌细胞对细胞存活及损伤率无统计学差异,当心肌细胞缺氧后lenti-si lncRNA MEG3组比lenti-GFP组的心肌细胞损伤率明显下降,细胞存活率明显升高(P<0.01);lenti-si lncRNA MEG3组的小鼠心肌组织及缺氧心肌细胞的凋亡率均明显小于lenti-GFP组,caspase-3、Bax/Bcl-2、GRP78、CHOP 及 ATF4 的表达也是降低的(P<0.05);与lenti-GFP组相比,lenti-si lncRNA MEG3组的小鼠心肌组织巨噬细胞浸润程度减轻,TNF-α、IL-1β及IL-6水平降低,缺氧心肌细胞中ROS水平也明显下降(P<0.01)。4、Lenti-si lncRNA MEG3组小鼠心肌梗死周边区及缺氧心肌细胞中p53的表达都较lenti-GFP组表达下降(P<0.05),RIP显示lncRNA MEG3能与p53直接结合发挥生物学作用。研究结论:1、在小鼠心肌梗死及周边区、缺氧心肌细胞中,lncRNA MEG3的表达量比对照组高,随个时间点呈先上升后下降趋势,可能参与心肌梗死的病理生理过程。2、低表达lncRNA MEG3可减小心肌梗死面积,减轻纤维化及心肌肥大,改善心肌梗死后心功能。3、低表达lncRNA MEG3能减少心肌细胞凋亡及内质网应激,降低炎症反应,从而抑制心肌梗死后心室重构过程。4、lncRNA MEG3可能通过靶向调控p53蛋白,参与心肌梗死后心室重构的调控。