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目的:建立成年SD大鼠心肌细胞缺氧复氧损伤模型,观察缺氧/乳化异氟醚(EI)/吡那地尔(P)后处理对大鼠心肌细胞的影响,目的:1.以核相关因子2(Nrf2)为靶点,探讨Nrf2-抗氧化反应元件(ARE)通路在缺氧/药物后处理心肌保护机制中的作用,应用活性氧清除剂N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸(MPG)处理,与不加MPG的组对比观察Nrf2-ARE通路下游产物HO-1、Nqo-1、SOD-1的mRNA及蛋白表达量的变化,以明确活性氧(ROS)在上述后处理方式心肌保护中的作用,即Nrf2-ARE通路激活的可能机制;2.通过对ROS浓度的测定,观察缺血后处理、两种药物后处理不同浓度以及脂肪乳对照组对ROS水平的影响,证明上述后处理方式诱发的ROS水平是否与心肌保护效果有关。方法:1.通过Langendorff灌注离体心脏,分离、培养成年大鼠心肌细胞,建立心肌细胞缺氧复氧损伤模型, Nrf2-ARE通路激活机制的研究将心肌细胞随机分为9个组,正常组(N组)、对照组(H/R组)、缺氧后处理组(HPO组)、乳化异氟醚(1.68mmol/L组)后处理组(EI2)、脂肪乳组(FAT)、吡那地尔(50μmol/L)后处理组(P50)及缺氧后处理和MPG处理组(HPO+MPG)、乳化异氟醚和MPG处理组(EI+MPG)、吡那地尔和MPG处理组(P+MPG)。分离后的心肌细胞培养20h,除N组持续培养110min,其余各组均缺氧45min,H/R组复氧60min;HPO组缺氧45min后缺氧、复氧重复3次,每次各5min,再继续复氧60min;EI2组缺氧45min后以1.68mmol/LEI处理5min,复氧60min;FAT组缺氧45min后以脂肪乳处理5min,复氧60min;P50组缺氧45min后以50μmol/L P处理5min,复氧60min;HPO+MPG组缺氧、复氧重复后MPG处理10min,复氧60min;EI+MPG组用EI处理5min、MPG处理10min,复氧60min;P+MPG组用P处理5min、MPG处理10min,复氧60min。2.荧光共聚焦显微镜下观察复氧末心肌细胞内钙离子水平及Nrf2核转位。3.透射电子显微镜观察缺氧复氧损伤后的心肌细胞超微结构并对其进行线粒体评分。4. Real-Time PCR及Western blot技术检测复氧末心肌细胞中Nrf2、HO-1、SOD1、和NQO1的基因mRNA表达及蛋白质表达情况。5. ROS浓度与后处理激活通路程度的相关性研究,用酶联免疫吸附剂ELISA法测定不加MPG的各组心肌细胞及乳化异氟醚不同浓度后处理组(0.84、1.68和2.52mmol/L,EI1,EI2,EI3组)和吡那地尔不同浓度后处理组(25、50和100μmol/L,P25,P50,P100组)心肌细胞的复氧5min和60min活性氧含量,并用复氧60min时ROS含量与Nrf2mRNA和蛋白的表达量作比较。结果:1.荧光共聚焦显微镜检测心肌细胞内钙离子:与N组比较,其它各组荧光强度明显增强(P <0.05);与H/R组比较,其它各组荧光强度明显减弱(P <0.05),其中HPO组荧光强度明显低于H/R组和FAT组(P <0.05),HPO、EI2和P50组荧光强度相比,差异无统计学意义(P>0.05),而HPO、EI2和P50组荧光强度低于加用活性氧清除剂MPG处理组(P <0.05)。2.荧光共聚焦显微镜观察细胞内Nrf2的亚细胞分布:N组心肌细胞核内Nrf2蛋白荧光强度低;H/R组与N组比较心肌细胞核内Nrf2蛋白荧光强度增强(P <0.05);与H/R组比较,其它各组荧光强度明显增强(P <0.05),其中HPO组、EI2组及P50组心肌细胞核内Nrf2蛋白荧光强度相比,差异无统计学意义(P>0.05),但是均强于FAT组(P <0.05);而HPO、EI2和P50组荧光强度高于加用活性氧清除剂MPG处理组(P <0.05)。3.电镜结果显示N组心肌细胞线粒体结构正常;H/R组心肌线粒体损伤最严重;HPO组、EI2组与P50组心肌线粒体损伤较轻,且损伤程度明显低于FAT组(P<0.05);FAT组心肌线粒体损伤程度轻于H/R组(P<0.05);而HPO、EI2和P50组心肌线粒体损伤程度轻于加用活性氧清除剂MPG处理组(P <0.05)。4. Nrf2、HO-1、SOD1、和NQO1mRNA表达量:与N组相比,其它各组的Nrf2、HO-1、SOD1及NQO1基因mRNA表达量明显降低(P<0.05);与H/R组相比,其它各组基因mRNA表达量显著增高(P<0.05);其中HPO、EI2和P50组基因mRNA表达量无统计学意义(P>0.05),但三组各基因mRNA显著高于FAT组(P<0.05);HPO、EI2和P50组基因mRNA表达量均分别高于加用活性氧清除剂MPG处理组(P<0.05)。5. Nrf2、HO-1、SOD1、和NQO1蛋白质表达量:与N组相比,各组Nrf2、HO-1、NQO1和SOD1蛋白质表达量显著降低(P<0.05);与H/R组相比,其余各组蛋白质表达量增高(P<0.05);其中HPO、EI2和P50组蛋白质表达量无统计学意义(P>0.05),但三组蛋白表达量均高于FAT组(P<0.05); FAT组蛋白质表达量略高于H/R组(P<0.05);而HPO、EI2和P50组各蛋白表达量均分别高于加用活性氧清除剂MPG处理组(P <0.05)。6.活性氧含量:在复氧5min、60min时,与N组相比,各组ROS含量均显著增高(P<0.05);与H/R组相比,其余各组ROS含量降低(P<0.05);其中HPO、EI2和P50组ROS含量无统计学意义(P>0.05),但其ROS含量均低于FAT组(P<0.05);FAT组ROS含量略低于H/R组,但无统计学意义(P>0.05)。EI1、EI2和EI3组ROS含量在复氧5min时随浓度升高而增加(P<0.05);EI1和EI3组ROS含量复氧60min时差异无统计学意义(P>0.05),均明显高于EI2组(P<0.05);组内比较,与复氧5min相比,EI三个不同浓度组复氧60min时ROS含量均显著降低(P<0.05);P25、P50和P100组ROS含量在复氧5min时随浓度升高而增加(P<0.05);P25和P100组ROS含量复氧60min时差异无统计学意义(P>0.05),均明显高于P50组(P<0.05);组内比较,与复氧5min相比,P三个不同浓度组复氧60min时ROS含量均显著降低(P<0.05)。不同浓度乳化异氟醚后处理/吡那地尔后处理缺氧复氧心肌细胞后,在复氧后60min测得的ROS含量与Nrf2mRNA和蛋白的表达量均呈负线性相关(P<0.01)。结论:1.缺氧后处理/EI后处理/P后处理通过在再灌注时产生的ROS激活Nrf2-ARE通路,上调其下游的抗氧化蛋白和Ⅱ相解毒酶的表达,从而起到抗心肌细胞缺氧复氧损伤的作用。2.不同浓度的两种药物(吡那地尔和乳化异氟醚)后处理,通过在再灌注早期产生不同水平的ROS,激活Nrf2-ARE通路,起到不同水平的心肌保护作用。其中,吡那地尔(50μM)和乳化异氟醚(1.68mM)再灌注早期产生的ROS量最适宜,起到的心肌保护效果最佳。