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目的:针对心肌缺血再灌注损伤(I/R)的机制研究和治疗探索一直是热点,近年来越来越多研究发现自噬在I/R机制中发挥重要作用。Calpain是钙依赖的半胱氨酸蛋白酶家族,在多种心血管疾病发展过程中发挥作用,有研究提示,calpain参与I/R损伤机制与其对自噬调控有关。本研究旨在明确calpain对心肌缺血再灌注阶段凋亡和自噬的影响及相关分子机制,为缺血性疾病的临床治疗提供新的思路。本研究分为体外部分和体内部分:一、体外部分方法:建立原代心肌细胞缺氧复氧模型(H/R)模拟心肌I/R损伤。首先通过MTT法、LDH检测和western blotting分别检测H/R对心肌细胞活性、损伤和calpain蛋白表达的影响,明确心肌I/R损伤中calpain蛋白表达与心肌细胞的损伤密切相关。用calpain抑制剂ALLN抑制calpain蛋白活性,转染calpain1si RNA和calpain2si RNA分别敲低calpain1和calpain2蛋白表达。通过MTT法、LDH检测、流式、GFP-LC3荧光蛋白、RT-PCR、western blotting和DHE法检测calpain活性及蛋白表达,探讨calpain与细胞缺氧复氧损伤、自噬、凋亡的关系。结果:Calpain在心肌H/R时激活,抑制心肌细胞自噬反应,参与H/R损伤(促进细胞凋亡,活力降低,心肌酶增高)。Calpain激活与自噬关键蛋白p62蛋白表达降低相关,但p62的m RNA表达不受calpain影响。推测其机制可能是calpain激活时降解p62,抑制自噬,ROS产生增加,促进心肌损伤的发生。抑制calpain能促进自噬反应,减轻H/R损伤。二、体内部分方法:动物模型采用calpastatin(CAST)过表达的转基因小鼠,基因鉴定为CAST基因表达阴性的同窝雄性小鼠随机分为三组,每组10只,分组为:假手术组(SN组)、心肌缺血再灌组(IN组)、心肌缺血再灌组+3-MA(IMN组)。转基因小鼠(Tg-CAST)随机分为三组,每组10只,分组为:假手术组(SP组)、心肌缺血再灌组(IP组)、心肌缺血再灌组+3-MA(IMP组)。缺血30分钟再灌注2小时后立即收集心脏组织和血液标本,通过Even’s blue和TTC染色检测心肌梗死情况,通过TUNEL法检测心肌凋亡,western blotting法检测自噬指标和p62的表达,荧光探针法检测氧化应激水平(ROS)。结果:Calpain在心脏I/R时抑制心肌自噬反应,参与I/R损伤(心肌酶增高,心肌梗死范围增加,细胞凋亡增加)。其机制可能是calpain在I/R时降解p62,抑制自噬,引起ROS产生增加。结论:在心脏I/R中calpain通过降解p62而抑制自噬,导致ROS产生增加,促进心肌损伤的发生。