許素銘,宋 明,張 旻,王耀琴,弓 韜,覃秀桃
近年來(lái),隨著溶栓治療和經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療的廣泛應(yīng)用,研究和探討心臟缺血再灌注損傷的機(jī)制和減輕心肌損傷的有效措施已成為眾多專家學(xué)者研究的熱點(diǎn)。有研究報(bào)道[1,2],不僅缺血預(yù)處理和缺血后處理可以減輕再灌注損傷,而且在缺血前后給予藥物干預(yù)可減輕其損傷。原花青素(procyanidine,PC)[3]主要通過抗氧化作用,在防治心血管疾病、改善人體微循環(huán)等方面發(fā)揮重要的生物學(xué)功能。原花青素能通過預(yù)防高脂狀態(tài)下大鼠胸主動(dòng)脈壁過氧化物酶增殖體激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptorγ,PPARγ)mRNA 表達(dá)下調(diào),抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)的激活,預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的形成[4]。本實(shí)驗(yàn)通過原花青素與缺血后處理聯(lián)合干預(yù)H9C2心肌細(xì)胞,觀察其凋亡率和磷酸化p38絲裂原活化蛋白激酶(P-p38MAPK)表達(dá)的影響,試圖證明該聯(lián)合應(yīng)用能加強(qiáng)對(duì)心肌缺血/再灌注損傷的保護(hù)作用。
1.1 試劑 H9C2細(xì)胞株購(gòu)于中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)院細(xì)胞資源中心;核蛋白和胞漿蛋白提取試劑盒購(gòu)自南京凱基生物科技發(fā)展有限公司;原花青素(含量95%)購(gòu)于上??稻呕び邢薰?;AO、EB購(gòu)于Sigma公司;β-actin多克隆抗體、HRP標(biāo)記山羊抗兔IgG(H+L)二抗購(gòu)于Santa Cruz公司;兔抗大鼠磷酸化p38多克隆抗體購(gòu)于Cell signal;其余化學(xué)試劑為國(guó)產(chǎn)分析純產(chǎn)品。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 模擬缺血/再灌注損傷模型的建立 參照姚震等[5]方法配制。將模擬缺血液充入氮?dú)猓兌?9%)飽和15min后置換正常培養(yǎng)溶液。然后,放入自制密封盒內(nèi),充氮?dú)?0min后密封,于培養(yǎng)箱中培養(yǎng),即為缺血。用模擬復(fù)血液置換缺血液,于培養(yǎng)箱中培養(yǎng),即為復(fù)血。
1.2.2 實(shí)驗(yàn)分組 培養(yǎng)的H9C2心肌細(xì)胞分為4個(gè)組。C組:用復(fù)血培養(yǎng)基培養(yǎng)75min;I/R組:先缺血40min,再?gòu)?fù)血5 min;缺血后處理(IPO)組:缺血40min,然后復(fù)血/缺血5min,交替循環(huán)3次,再?gòu)?fù)血5min;PC+I(xiàn)PO組:先缺血40min,再加入終濃度為100μmol/L的PC,37℃培養(yǎng)20min,然后進(jìn)行IPO處理。
1.3 AO-EB雙染法檢測(cè)細(xì)胞凋亡率 干預(yù)結(jié)束后,制備單細(xì)胞懸液,調(diào)整細(xì)胞濃度為107個(gè)/mL;取細(xì)胞懸液25μL,滴加4 μL AO-EB染液于載玻片,熒光顯微鏡下觀察結(jié)果并計(jì)數(shù)200個(gè)細(xì)胞。
1.4 Western blot法檢測(cè)心肌細(xì)胞P-p38MAPK蛋白表達(dá)用細(xì)胞裂解液提取心肌細(xì)胞總蛋白,10%SDS-PAGE凝膠電泳分離目的蛋白后,電轉(zhuǎn)移至PVDF膜。5%脫脂奶粉室溫封閉2 h;加入兔抗大鼠磷酸化p38多克隆抗體(1∶400)一抗,4℃孵育過夜,TBST洗膜后,加入山羊抗兔IgG HRP(1∶1 000)二抗,37℃孵育1.5h,并以兔抗大鼠β-actin(1∶500)多克隆抗體同上操作,作為上樣對(duì)照;TBST洗膜后,ECL顯色;使用凝膠成像分析系統(tǒng)對(duì)目的條帶進(jìn)行掃描和密度分析,計(jì)算目的條帶的平均光密度值并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2.1 各組H9C2心肌細(xì)胞凋亡情況 對(duì)0、12h、24h各時(shí)間點(diǎn)心肌細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè),I/R組凋亡細(xì)胞增多,提示缺血再灌注造成了心肌細(xì)胞損傷。經(jīng)IPO干預(yù)后,凋亡細(xì)胞減少,與I/R組比較其凋亡率顯著降低(P<0.01)。說(shuō)明IPO可通過抗凋亡作用減少再灌注損傷。PC和IPO聯(lián)合應(yīng)用后,其凋亡率均降低,并且在1 2h時(shí),PC+I(xiàn)PO組其凋亡率顯著低于IPO組(P<0.05)。PC和IPO聯(lián)合干預(yù)可加強(qiáng)這一保護(hù)作用。詳見圖1。
圖1 各組0h、12h、24h、48h細(xì)胞平均凋亡率
2.2 各級(jí)H9C2心肌細(xì)胞P-p38MAPK表達(dá)情況 在12h時(shí),I/R組P-p38MAPK的表達(dá)高于C組(P<0.01),再灌注可以激活P38磷酸化;當(dāng)IPO單獨(dú)和聯(lián)合PC干預(yù)后P-p38 MAPK的表達(dá)均顯著低于I/R組(P<0.01),并且PC+I(xiàn)PO組低于IPO組(P<0.05)。IPO單獨(dú)和聯(lián)合PC干預(yù)可降低P-p38 MAPK的表達(dá),并且PC聯(lián)合IPO比單純IPO明顯。詳見圖2。
圖2 12h時(shí)磷酸化p38MAPK蛋白表達(dá)變化
缺血性心臟?。╥schemic heart disease,IHD)作為一種威脅人類健康的常見病和多發(fā)病,引起了人們的廣泛關(guān)注。近年來(lái),隨著溶栓療法、冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)等治療方法的廣泛應(yīng)用,在盡早恢復(fù)血流供應(yīng)方面取得了很大的進(jìn)步和改善,但同時(shí)也會(huì)加重心肌原有損害即所謂的缺血/再灌注損傷。有研究表明,缺血后處理能有效減輕再灌注損傷,其機(jī)制與氧自由基產(chǎn)生減少有關(guān)[6,7]。
絲裂原活化蛋白激酶家族(mitogen-activated protein kinase,MAPK)是一類廣泛存在的絲/蘇氨酸蛋白激酶,可被缺血、低氧、激素、生長(zhǎng)因子及細(xì)胞因子等刺激因素所激活,將信號(hào)從細(xì)胞外轉(zhuǎn)導(dǎo)致細(xì)胞核來(lái)調(diào)控特定基因表達(dá)。其中,p38 MAPK作為MAPKs家族的主要成員之一,被稱為MAPK的應(yīng)激激活通路。心肌的缺血再灌注可通過磷酸化激活p38 MAPK,而被激活的p38MAPK通過對(duì)Bcl-2/Bax線粒體途徑和腫瘤壞死因子(TNFα)細(xì)胞受體途徑的影響促進(jìn)細(xì)胞凋亡[8]。缺血再灌注損傷是常見的復(fù)雜病理生理過程,過多的自由基可造成心肌損傷,而抑制氧自由基的產(chǎn)生可減輕這種損傷[9]。研究發(fā)現(xiàn)[10],原花青素通過抑制氧自由基的生成,保護(hù)再灌注對(duì)心臟造成的損傷。因此,本實(shí)驗(yàn)在缺血后處理的基礎(chǔ)上聯(lián)合了原花青素進(jìn)行干預(yù),從細(xì)胞平均壞死率和P-p38MAPK的表達(dá)入手,探討了IPO單獨(dú)和聯(lián)合PC干預(yù)對(duì)缺血心肌的保護(hù)作用。本研究發(fā)現(xiàn),PC+I(xiàn)PO組和IPO組均可減少心肌細(xì)胞凋亡,P-p38MAPK的表達(dá)也顯著下降,并且PC+I(xiàn)PO組作用更為明顯。IPO單獨(dú)或聯(lián)合PC干預(yù)可抑制p38MAPK,減輕細(xì)胞凋亡的發(fā)生,并且PC和IPO的聯(lián)合干預(yù)能增強(qiáng)這一作用。分析推測(cè)PC和IPO的聯(lián)合干預(yù)之所以能增強(qiáng)這一作用可能與原花青素清除氧自由基作用有關(guān)。因此,這也將成為下一步的研究方向。
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