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纤维化的重要特征是细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)的沉积,肌成纤维细胞是ECM的主要来源。缺氧或缺氧/复氧均可导致心肌纤维化,引起心肌层中转化生长因子β1(transforming growth factorβ1,TGF-β1)高表达。缺氧复氧会上调核转录因子E47(Transcription Factor-3,TCF-3)的活性。TGF-β1是纤维化过程中的重要调控因子,通过上调E47,进而引起上皮间质转型(epithelial mesenchymal transition,EMT),诱导成纤维细胞向肌成纤维细胞转变。目前缺氧对心肌纤维化的研究主要集中在成纤维细胞的表型去分化中,那么心肌细胞本身在缺氧的作用下,是否会上调TGF-β1,继而通过核转录因子E47介导心肌细胞发生肌成纤维细胞化的表型转变,从而主动参与到心肌纤维化的过程中呢?为此,我们分别观察了缺氧、缺氧复氧和TGF-β1对心肌细胞株H9c2表型转变的影响及其相互作用,以及利用肌成纤维细胞的特异性标志物α-SMA作为评价指标,确认心肌细胞是否向肌成纤维细胞转变;以及利用TGF-β1抑制剂SB431542,判断TGF-β1和E47的上下游关系;利用E47和p-AKT直接免疫共沉淀实验检测E47的磷酸化;并且观察缺氧和TGF-β1同时作用过程中TGF-β1主要的下游信号通路Smad、MAPK和RhoA家族的表达情况。 方法: 1. TGF-β1诱导实验:给予H9c2细胞不同浓度(1、5、10、20、30 ng/ml)和不同时间(6、12、24、32、48 h)的TGF-β1诱导实验,观察H9c2细胞中E47和α-SMA的表达。 2.缺氧复氧诱导实验:对H9c2细胞进行不同时间的缺氧复氧诱导实验,缺氧1h复氧1h;缺氧1h复氧2h;缺氧2h复氧1h;缺氧2h复氧2h;缺氧3h复氧1h;缺氧3h复氧2h观察H9c2细胞中E47和α-SMA的表达。 3. TGF-β1抑制剂SB431542干扰实验:预给TGF-β1抑制剂SB431542半小时后,缺氧3h复氧2h,观察H9c2细胞中E47的表达。 4. E47的磷酸化检测实验:缺氧3h复氧2h后直接免疫共沉淀法观察E47与p-AKT的相互作用,E47是否发生磷酸化。 5.缺氧诱导实验:对H9c2细胞进行不同时间(1、2、3、4 h)的缺氧诱导实验,观察H9c2细胞中TGF-β1的表达。并对H9c2细胞进行不同时间(5、15、30、45、60 min,2、3、4 h)的缺氧诱导实验,观察H9c2细胞中α-SMA的表达。 6. TGF-β1+缺氧诱导实验:在H9c2细胞培养液中加入TGF-β1的同时进行不同时间(1、2、3、4 h)的缺氧诱导实验,观察H9c2细胞中α-SMA的表达。 7.信号通路的影响:观察缺氧对TGF-β1下游信号通路Smad、MAPK和RhoA家族表达的影响。 结果: 1. TGF-β1可以剂量和时间依赖的促进E47和α-SMA的表达。5 ng/ml TGF-β1作用24 h,可以诱导H9c2细胞中α-SMA的表达达到峰值。10 ng/ml TGF-β1作用24 h,可以诱导H9c2细胞中E47的表达达到峰值。 2.随着缺氧复氧的时间延长,E47的表达逐渐增高,并缺氧3h复氧2h时 E47的表达达到峰值。而α-SMA的表达没有显著性变化。 3.给予TGF-β1抑制剂SB431542后,会抑制缺氧复氧诱导的E47表达上调。 4.缺氧3h复氧2h,E47和α-SMA并没有明显的结合条带,表明E47并没有发生磷酸化。 5.单纯缺氧诱导,H9c2细胞中TGF-β1的表达在3~4 h表达增高;而α-SMA的表达没有显著性变化。 6.给予TGF-β1同时缺氧,发现随着缺氧时间增加,α-SMA的表达逐渐降低至Control组水平。 7.给予TGF-β1同时缺氧,p-Smad2/3和p-RhoA会随着缺氧时间延长而逐渐减低。而p-ERK先减低后增高,p-JNK和p-P38均无显著性变化。 结论: TGF-β1可以诱导心肌细胞株H9c2中E47和α-SMA表达增高。目前的结果显示:缺氧可以通过上调TGF-β1继而上调E47的表达,却不能诱导E47的磷酸化和α-SMA表达增高。缺氧还可以抑制外源性TGF-β1重组蛋白诱导的α-SMA高表达,这个机制可能是缺氧通过抑制TGF-β1下游信号通路蛋白p-Smad2/3和p-RhoA、上调p-ERK来发挥作用的。