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心肌肥大包括心肌细胞的肥大和基质的破坏以及成纤维细胞的增加。MMPs对于心肌肥大中基质的研究已经非常的广泛和深入,许多的研究都表明在不同动物分离的心室心肌细胞中MMP-2高表达,并且对多种体液刺激因子具有高敏感性,有研究认为MMPs和心肌细胞肥大之间存在恶性循环,但MMPs作为基质降解的重要蛋白对心肌细胞肥大的影响缺乏深入的机制研究。
目的:在体外心肌肥大的模型上初步探讨MMPs的作用。另外,氧化应激在心肌肥大中的作用被越来越多的引起重视,本实验在心肌肥大的模型上同时也探讨了氧化应激对MMPs作用的影响以及与心肌肥大的关系。
实验方法:包括①1-3d SD乳鼠心肌细胞培养;②用Ang Ⅱ诱导乳鼠心肌细胞构建心肌细胞肥大模型;③体外用.Ang Ⅱ刺激SD乳鼠心肌细胞观察MMP-2活性的变化;④通过几种不同的肥厚相关通路抑制剂预处理1h观察Ang Ⅱ对MMP-2活性的影响;⑤体外用H2O2刺激SD乳鼠心肌细胞,观察是否影响MMP-2的活性;⑥观察NAD(P)H氧化酶抑制剂DPI能否逆转Ang Ⅱ的致心肌肥大作用以及对MMP-2表达的影响;⑦用MMPs抑制剂doxycycline作用心肌细胞观察其能否拮抗Ang Ⅱ诱导的心肌肥大作用,以及Cu-Zn SOD的转录水平的变化。
实验结果:①体外明胶酶谱法观察到Ang Ⅱ诱导乳鼠心肌细胞MMP-2的活性在100nM浓度,24h和36h效应最明显(P<0.05);②RT-PCR发现用AT1受体拮抗剂Telmisartan 10-55M预处理1h能够很好的阻断MMP-2的表达(P<0.05),逆转TIMP-2的表达(P<0.05),AT2受体拮抗剂PDl23319 10-6M预处理1h对MMP-2和TIMP-2都无明显作用;③与模型组相比,JNK通路抑制剂SP600125(20μM)、P13K通路抑制剂LY294002(10μM)、ERK通路抑制剂PD98059(20μM)预处理1h能明显降低MMP-2的活性,p38MAPK通路抑制剂SB203580(10μM)预处理1h对其无影响;④体外明胶酶谱法发现H2O2诱导乳鼠心肌细胞MMP-2的生成成剂量依赖性(P<0.05);⑤用NAD(P)H的特异性抑制剂DPI(151μM)预处理1h,RT-PCR发现DPI(15gM)可以降低由Ang Ⅱ诱导的MMP-2的表达(P<0.05),增加TIMP-2的表达(P<0.05),还可以减弱由Ang Ⅱ诱导的心肌肥大相关基因ANF表达(P<0.05),抑制心肌肥大;⑥与模型组相比,MMPs抑制剂doxycycline(30μg/ml)预处理lh不仅能降低AngII诱导的MMP-2的表达、增加TIMP-2的表达(P<0.05),还能减弱AnglI诱导的ANF的表达(P<0.05),同时能提高Cu-Zn SOD的转录水平(P<0.05)。
结论:Ang Ⅱ可从转录水平和酶活性水平增加MMP-2的表达和活性,该作用可能通过JNK、P13K、ERK信号通路介导;Ang Ⅱ诱导的心肌肥大效应和增加MMP-2表达的作用部分依赖于与ROS生成相关的NAD(P)H氧化酶作用:MMP-2非特异性抑制剂doxycyclin可以减轻Ang Ⅱ诱导的心肌肥大,该作用部分是通过增加ROS清除酶Cu-Zn SOD来实现的。