α1-肾上腺素能信号通路的心肌保护作用研究及Lnc CPDR参与人类心脏发育的机制初探

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:li2008shuai
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背景:阿霉素(Doxorubicin,DOX)是临床常用的蒽醌类抗肿瘤药物,广泛用于儿童白血病,淋巴瘤以及实体肿瘤等,可显著提高患儿生存率。然而它在心脏中特异性蓄积导致的心脏毒性严重限制其临床使用,由于儿童敏感性高、耐受性低,DOX引起的心脏毒性问题在儿科更为普遍。其心脏毒性的病理生理机制尚未完全阐明,且缺乏有效的预防和治疗方法。目的:研究选择性α1-肾上腺素能受体激动剂去氧肾上腺素(Phenylephrine,Phe)及抑制剂哌唑嗪(Prazosin,Pra)对阿霉素(Doxorubicin,DOX)诱导心肌细胞凋亡的影响。为研究α1-肾上腺素能信号通路心肌保护的分子机制、开发治疗DOX心脏毒性药物提供新的理论基础。方法:培养大鼠心肌细胞系H9C2共4组,除对照组外均给予DOX1.8μM,同时加入Phe 0.1m M为激动剂组、加入Pra 10μM为抑制剂组,培养24小时后流式细胞术及TUNEL染色检测细胞凋亡;CCK-8检测细胞活力;实时定量PCR检测Bcl-2家族抗凋亡基因及促凋亡基因m RNA水平;Western blot检测凋亡效应物Cleaved-Caspase3表达。结果:DOX可以诱导明显的心肌细胞凋亡,激动剂组心肌细胞凋亡率在此基础上降低,抑制剂组心肌细胞凋亡率在此基础上升高(均P<0.05);CleavedCaspase3表达量变化与此一致(P<0.05)。实时定量PCR显示激动剂组抗凋亡基因Bcl-2、Bcl-w m RNA水平较DOX组升高,抑制剂组降低(均P<0.05);Bax、Bad变化方向相反。给药24小时后激动剂组细胞活力较DOX组增高,抑制剂组细胞活力进一步下降(P<0.05)。结论:DOX诱导的心肌细胞凋亡受α1-肾上腺素能信号通路调节,激活该信号通路有一定的心肌保护作用。背景:先天性心脏病(congenital heart defects,CHD)是由于胚胎期心脏结构发育异常导致的先天畸形,发病率居我国出生缺陷首位,但其发病机制尚未完全阐明。近年来,越来越多的研究报道长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lnc RNA)参与心肌祖细胞分化、心脏发育及心血管疾病发生,但其在人类心脏发育中的功能仍有待研究。目的:对人类胚胎样本转录组芯片进行检测,通过数据分析筛选可能参与人类胚胎心脏发育的lnc RNA,阐明其生物学特性,探索其参与人类心脏发育的作用及机制。方法:收集Carnegie stage10-16正常发育的人类胚胎心脏组织,混合抽提RNA进行转录组芯片检测及分析,筛选可能参与心脏发育的目标lnc RNA,分析其编码能力,通过3’5’RACE阐明其全长信息,q PCR验证其在不同阶段胚胎心脏中的表达量变化;通过人类胚胎干细胞(human stem cell,h ESC)定向分化心肌细胞模拟人类胚胎心脏发育过程,在探明分化过程中lnc RNA表达趋势的前提下,通过sh RNA干扰其表达,观察对心肌分化的影响;通过RIP等实验探索目标lnc RNA在心脏发育中的功能及作用机制。结果:通过生物信息学分析发现lnc CPDR可能参与人类胚胎心脏发育,且与心脏发育相关重要转录因子TBX5存在相互作用。研究结果阐明lnc CPDR在早期人类胚胎心脏中表达,全长4085nt,在人类胚胎干细胞定向分化为心肌细胞的第五天高表达,与TBX5表达趋势一致,分布于细胞核及细胞浆;sh RNA干扰其表达后干细胞多能性不受影响,但是分化为心肌细胞的效率下降;RIP结果证实lnc CPDR与TBX5有直接结合。结论:本研究建立了人类早期胚胎心脏发育的lnc RNA表达谱,发现lnc CPDR可通过与转录因子TBX5结合参与人类心肌细胞分化及心脏发育过程。为拓宽心脏发育调控网络,完善TBX5在心脏发育中的调控机制提供了理论依据。
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