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严重烧伤后,在因毛细血管通透性增加导致有效循环血容量显著减少之前,即可出现心肌损害及心脏泵血功能减弱,不仅引起心功能不全,还可成为诱发或加重休克的重要启动因素之一,由此提出了烧伤早期缺血缺氧损害的“休克心”假说。防治烧伤后“休克心”对减轻严重烧伤早期缺血缺氧损害具有重要临床意义,但目前尚缺乏有效措施。我们以往的研究证明,线粒体是心肌细胞缺血缺氧损害的核心靶细胞器,线粒体的受损,特别是其通透性转换孔(MPTP)的开放引起线粒体通透性转换(MPT),可激活线粒体依赖的凋亡途径,是导致细胞凋亡和坏死的重要环节。腺苷是体内重要的内源性活性物质,其A1受体在缺氧心肌细胞的保护作用一直受到关注。上调腺苷A1受体的表达或使用腺苷A1受体激动剂预处理后,心肌细胞耐受缺氧的能力明显增强,其凋亡和坏死的数量显著降低。既往研究腺苷A1受体的缺氧保护作用主要集中在蛋白激酶C (PKC)和线粒体膜上ATP敏感的钾通道(mitoKATP)上,但腺苷A1受体活化后能否影响缺氧心肌细胞MPTP的开放及其可能的机制尚不清楚。由于MPTP的开放在调控缺氧细胞凋亡和坏死的过程中起着重要作用,我们设想,腺苷A1受体可能激活PKC、mitoKATP途径,通过影响MPTP的开放从而减少细胞的凋亡和坏死。本研究旨在对此假设进行验证。一、研究目的探讨腺苷A1受体活化能否减少缺氧心肌细胞MPTP的开放及其可能的调控机制。二、材料方法1.将分离培养的乳鼠心肌细胞在94%N2,5%CO2,1% O2的混合气体中培养,制作缺氧模型。2.将心肌细胞分为正常组(常氧组,A组)、缺氧组(B组)、缺氧+腺苷A1受体激动剂(CCPA)组(C组)、缺氧+腺苷A1受体激动剂(CCPA)+ mitoKATP阻断剂(5-HD)组(D组)和缺氧+腺苷A1受体激动剂(CCPA)+PKC阻断剂(CHE)组(E组)。3.缺氧6小时后,用酯化钙黄绿素(Calcein-AM)和氯化钴(CoCl2)共孵育的方法检测MPTP开放(激光共聚焦显微镜),利用四甲基罗丹明乙酯(TMRE)检测线粒体膜电位,用荧光探针DCFH-DA检测细胞中活性氧自由基(ROS)水平,运用CCK-8法测定细胞活性。4.用免疫荧光观察PKC的表达变化,免疫印迹法分别检测总蛋白、胞浆蛋白、胞膜蛋白中PKC的含量变化。三、主要结果1.正常和缺氧心肌细胞中,PKC表达量少,主要分布在胞浆中。在缺氧+ CCPA组和缺氧+ CCPA+ 5-HD组,PKC表达量明显增多,且以胞膜蛋白中PKC的增多更明显。2.缺氧组心肌细胞活力明显下降,缺氧+ CCPA组细胞活力下降明显轻于缺氧组,PKC阻断剂CHE和mitoKATP阻断剂5-HD均可消除CCPA对缺氧心肌细胞的这种保护作用。3.正常心肌细胞线粒体绿色荧光强,呈颗粒状。缺氧组发生明显的MPTP开放,表现为荧光强度与正常组相比减弱。腺苷A1受体激动剂(CCPA)能明显减少MPTP的开放,其荧光强度与正常组相比无明显差别。而PKC阻断剂CHE和mitoKATP阻断剂5-HD可消除CCPA的保护作用。4.缺氧组心肌细胞线粒体膜电位与正常组相比明显降低,细胞内ROS则明显增多。缺氧+CCPA组线粒体膜电位和ROS与正常组无明显差异,PKC阻断剂CHE和mitoKATP阻断剂5-HD可减弱缺氧条件下CCPA的上述作用。四、讨论与结论1.腺苷A1受体激动剂CCPA能使缺氧心肌细胞PKC总表达量增加,且PKC的活化并不依赖于细胞膜上的表达增多,而很可能是通过在细胞器上表达增多而实现的。2.在心肌细胞CCPA传导通路中,mitoKATP阻断剂并不能阻断CCPA对PKC的影响,表明信号通路可能是由PKC传导到mitoKATP。3.CCPA能减少缺氧导致的MPTP开放,并可能受PKC—mitoKATP信号通路调控。4.CCPA通过mitoKATP减少缺氧心肌细胞MPTP开放的机制可能是:①维持线粒体膜电位;②减少ROS的生成。5.本文结果表明,腺苷A1受体激动剂(CCPA)可减少缺氧心肌细胞线粒体通透性转换孔开放,CCPA调控缺氧心肌细胞MPTP开放的机制可能是:CCPA通过与细胞膜上的A1受体结合,激活蛋白激酶C(PKC),PKC活化后促进mitoKATP的开放,而mitoKATP的开放可以稳定线粒体膜电位和减少ROS生成,从而减少缺氧心肌细胞MPTP的开放。