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研究背景:心肌肥厚是长期高血压引发的心肌代偿反应。长期高血压会使得心脏发生细胞肥大、间质纤维化以及冠状动脉微循环紊乱,导致左室舒张和收缩功能以及冠状动脉血流储备发生障碍。肥大心肌压迫冠状动脉出现供血量不足,产生心肌缺血,恶性循环长期持续最终导致心力衰竭。唾液酸化是一种重要的蛋白质翻译后修饰。研究表明,心肌肥大发生后,唾液酸化水平显著增加。不同基因背景的高血压大鼠肥厚心肌组织中检测了一万六千个基因,仅编码唾液酸转移酶7A(Sialyltransferase7A,Siat7A)的基因持续过表达。内质网是负责蛋白质加工、修饰的重要场所。由于各种病理现象,如DNA损伤、糖基化改变、炎症等会导致未/错误折叠蛋白堆积,从而导致内质网应激。在心血管疾病如心肌肥厚、缺血性心肌病以及心力衰竭的发生发展中内质网应激起着重要的作用。本课题组已经证实在高血压心肌肥厚发生中,Siat7A表达增加,通过激活HIF-1α-TAK1通路促进心肌肥厚。那么在高血压心肌肥厚中Siat7A与内质网应激的发生是否有联系?我们通过高水平血管紧张素Ⅱ(AngiotensinⅡ,AngⅡ)作用制备高血压心肌肥厚模型,探讨高血压心肌肥厚发生是否启动内质网应激,Siat7A在其中是否发挥作用?针对这一问题,我们对内质网应激以及Siat7A在高血压心肌肥厚中的相互作用进行了探讨。材料方法:在尸检标本中搜集无任何心脏疾病史和患有高血压心肌肥厚病史患者的心脏组织蜡块,制备石蜡切片;选取本课题组先前制备成功且保存良好的高血压心肌肥厚的Wistar大鼠心脏组织蜡块,制备石蜡切片;通过苏木素-伊红(Hematoxylin–Eosin,HE)染色和免疫组织化学染色(Immunohistochemistry,IHC)分别观察心肌组织病理改变以及Siat7A、葡萄糖调节蛋白78(Glucose-regulated protein78,GRP78)基因在正常心肌组织和肥大心肌组织中的表达情况。培养AC16细胞,一种具有人心肌细胞特性的细胞系,给予携带干扰Siat7A基因、过表达Siat7A基因的慢病毒转染AC16细胞,筛选出稳定敲低Siat7A、稳定过表达Siat7A基因的细胞株;用0m M、5m M内质网应激抑制剂4-苯基丁酸(4-PBA)作用细胞,之后用相同浓度的AngⅡ(1μM)刺激细胞;采用实时荧光定量PCR检测ANP、BNP、β-MHC、Siat7A、GRP78 m RNA的表达;运用Western Blot技术检测ANP、Siat7A、GRP78蛋白水平的表达;采用免疫荧光技术检测α-actinin、Sialyl-Tn抗原、GRP78的表达情况。提取本课题组制备成功的高血压心肌肥厚大鼠心脏组织的RNA、蛋白样品,采用实时荧光定量PCR检测ANP、BNP、α-skeletal actin、Siat7A、GRP78 m RNA的表达,用Western Blot技术检测ANP、Siat7A、GRP78蛋白表达情况。实验结果:在高血压心肌肥厚患者以及AngⅡ诱导的高血压心肌肥厚大鼠的心肌组织中,Siat7A、GRP78表达均升高;敲低Siat7A后,经AngⅡ灌注的大鼠心肌组织中,Siat7A、GRP78表达减少。用AngⅡ(0μM、1μM)刺激AC16细胞,结果显示:在AC16细胞中,1μM AngⅡ处理24小时后,ANP在m RNA水平和蛋白水平表达增加,BNP、β-MHC在m RNA水平表达增加,α-actinin荧光强度增强,Siat7A、GRP78在m RNA水平和蛋白水平表达增加,Sialyl-Tn、GRP78荧光强度增强。在体外实验中,干扰Siat7A基因后,用AngⅡ作用AC16细胞,Siat7A在m RNA水平、蛋白水平表达均降低,Sialyl-Tn荧光强度减弱,ANP在m RNA水平、蛋白水平表达降低,BNP、β-MHC在m RNA水平表达减低,α-actinin荧光强度减弱,GRP78在m RNA、蛋白水平表达降低,GRP78荧光强度减弱;在敲低心肌组织中的Siat7A基因后,用AngⅡ灌注大鼠,Siat7A在m RNA、蛋白水平表达受到抑制,ANP在m RNA、蛋白水平表达减少,BNP、α-skeletal actin在m RNA水平表达降低,GRP78在m RNA、蛋白水平表达降低。AngⅡ刺激特异性过表达Siat7A基因的心肌细胞及大鼠心脏组织,结果显示:Siat7A在m RNA水平和蛋白水平表达增加,Sialyl-Tn荧光强度增强,ANP在m RNA水平和蛋白水平表达增加,BNP、β-MHC在m RNA水平表达增多,α-actinin荧光强度增强,GRP78在m RNA水平和蛋白水平表达增加,GRP78荧光强度增强;α-skeletal actin在m RNA水平表达增多。不同浓度(0m M、1m M、2m M、5m M)的4-PBA作用于AC16细胞2小时后,用1μM AngⅡ处理24小时,随着4-PBA处理的浓度增加,GRP78、ANP在蛋白水平明显减少;5m M 4-PBA处理过表达Siat7A的AC16细胞后,用浓度为1μM的AngⅡ处理细胞24小时,过表达Siat7A的AC16细胞经4-PBA处理后,与未经4-PBA处理组相比,ANP、GRP78在蛋白水平表达减少,而Siat7A在蛋白水平表达没有显著性差异。实验结论:1.内质网应激参与高血压心肌肥厚的发生。2.体内外实验显示Siat7A调控GRP78促进心肌肥厚的发生。