学术投稿

张应变调控的核骨架蛋白在高血压血管平滑肌细胞增殖中的作用

齐颖新;姚庆苹;韩悦;黄凯;姜宗来

关键词:调控, 骨架蛋白, 高血压, 特异性转录因子, 异常增殖, smooth muscle cells, 血管重建, 力学刺激, 表达水平, 血管平滑肌细胞, 生物信息学分析, 周期性, 启动子区域, 检测, 活性, 大鼠颈总动脉, 大鼠动物模型, 主动脉缩窄, 免疫共沉淀, 状态
摘要:目的:高张应变诱导的血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells, VSMCs)异常增殖在高血压血管重建发生发展中起重要作用。本研究探讨细胞核骨架( nuclear envelope ,NE)在其中的作用及其机制。方法:应用腹主动脉缩窄构建高血压大鼠动物模型;应用FX4000张应变加载系统对体外培养大鼠胸主动脉VSMCs分别施加5%(正常生理状态)和15%(模拟高血压状态)幅度的周期性张应变;Western blot检测NE蛋白emerin和lamin A蛋白表达水平;染色质免疫共沉淀、芯片( CHIP-on-chip)结合MOTIF生物信息学分析检测与emerin和lamin A结合的DNA序列及其特性;protein/DNA array检测抑制emerin或lamin A表达后转录因子活性变化。结果:高血压大鼠颈总动脉emerin和lamin A表达水平明显降低,中膜VSMCs增殖明显增加;体外加载15%周期性张应变模拟高血压病理条件下VSMCs受到的张应变力学刺激,VSMCs的emerin和lamin A表达明显降低,细胞增殖明显增加,这一作用可被emerin或lamin A的高表达载体转染所部分逆转。 emerin和lamin A能够分别与包含多种转录因子启动子结合位点的DNA片段结合,进而调控多种与VSMCs增殖相关的转录因子活性。结论:NE蛋白emerin和lamin A能够响应力学刺激,并通过调控与特异性转录因子启动子区域的结合调控转录因子活性,参与VSMCs增殖功能调控和高血压血管重建。
中国病理生理杂志相关文献
  • AIM:To investigate the relationship between polyamine metabolism and hypoxia /ischemia ( H/I)-induced cell apoptosis and to determine the mechanisms by which exogenous spermine protects cell apoptosis against AMI in rats .METHOD:The left anterior de-scending coronary artery ( LAD) of the Wistar rats were ligated , and neonatal rat cardiomyocytes were placed under hypoxic conditions for 24 h to establish the model of AMI (or H/I).Exogenous spermine was administered by intraperitoneal injection (2.5 mg/kg daily for 7 days) in vitro and subjected to the cell medium at 5μmol/L as a pre-treatment therapy.RESULTS:AMI (or H/I) induced an increase in polyamine catabolized enzyme SSAT and a decrease in polyamine biosynthesis enzyme ODC , which result in endogenous spermine and spermidine decrease and putrescine increase .At the same time, AMI ( or H/I) lowered cardiac function , increased cTnI and CK-MB concentrations , aggravated myocardial infarct size , cardiomyocyte damage and apoptosis , raised ROS generation , increased the expression of cleaved caspase-3, cleaved caspase-9 and endoplasmic reticulum stress (ERS)-related proteins, promoted the release of cytochrome C and mPTP opening , down-regulated Bcl-2 expression and the phosphorylation of ERK 1/2, PI3K, Akt and GSK-3β, and activated PERK and eIF 2αphosphorylation .Spermine pre-treatment reversed the above-motioned changes .CONCLUSION:AMI ( or H/I ) could induce cardiomyocyte apoptosis and polyamine metabolism disorder .Exogenous spermine attenuates cardiac injury through scavenging the ROS and inhibiting mPTP opening and ERS injury .These findings provide a novel target for the prevention of apoptosis in the setting of AMI .

    作者: 刊期: 2016年第08期

  • 慢病毒载体介导的降钙素基因相关肽转染对心脏干细胞活力的影响

    目的:探讨携带降钙素基因相关肽( CGRP)的慢病毒体外转染对大鼠c-kitpos心脏干细胞( c-kit +CSCs)活力的影响。方法:无菌条件下取出SD大鼠的心耳,采用酶消化法结合免疫磁珠法获取c-kit+CSCs,并通过流式细胞术鉴定;将携带目的基因的重组慢病毒载体( Lv-EGFP-CGRP )及空病毒载体( Lv-EGFP )分别转染至c-kit+CSCs,实验分为3组:Lv-EGFP-CGRP-CSCs组、Lv-EGFP-CSCs组和CSCs组;在荧光显微镜下观察转染情况,采用流式细胞技术测定其转染率,采用ELISA测定各组培养上清液中CGRP的浓度,采用CCK-8法检测慢病毒转染对c-kit+CSCs 活力的影响。结果:成功分离培养获取 c-kit+CSCs,流式细胞术鉴定显示其高表达 c-kit (为91.0%),低表达CD45及CD34;成功转染慢病毒的大鼠c-kit+CSCs可表达绿色荧光,48 h后可稳定表达,感染复数(MOI)值为20时,荧光显微镜观察及流式细胞术结果均显示转染率达80%以上;ELISA结果示,Lv-EGFP-CGRP-CSCs组细胞上清液CGRP分泌量较Lv-EGFP-CSCs组和CSCs组增加( P<0.01); CCK-8检测细胞活力的结果显示,慢病毒转染不影响c-kit+CSCs的活力。结论:携带CGRP的慢病毒载体可成功转染至c-kit +CSCs,转染Lv-EG-FP-CGRP后的c-kit+CSCs可合成和分泌CGRP蛋白至上清液中,且转染后c-kit+CSCs的活力未受影响。这为基因工程细胞疗法治疗心肌梗死提供了新的理论及实验依据。

    作者:荣季冬;李玲;龙仙萍;邓文文;石蓓 刊期: 2016年第08期

  • 人肺内微小动脉体外培养模型的建立及其收缩特性的观察

    目的:建立体外培养人肺内微小动脉的方法,并观察其收缩的基本特性,为研究药物及各种活性因子对人肺血管的长期作用提供有效的实验模型。方法:取癌旁5 cm以上的肺组织,于冰浴和无菌条件下,利用显微操作分离出肺内微小动脉,制备成1.8~2.0 mm长的血管条,分2组,一组急性分离组(新鲜组)马上进行血管张力测定;另一组(培养组)置于含DMEM-F12培养基(内含10%胎牛血清、1%青链霉素)的培养皿内,通以95%O2、5%CO2混合气,在37℃的条件下培养48 h。进行血管张力测定时,用2根直径40μm的不锈钢丝平行穿过血管腔,钢丝的4个端分别固定于微血管张力测定仪浴槽内钳夹的4个螺丝上,采用累积给药法,分别给予血管受体依赖性收缩剂血栓素A2类似物U46619和内皮素-1(ET-1),血管非受体依赖性收缩剂60 mmol/L KCl,然后测定血管的张力变化。结果:培养组对血管收缩剂U46619和ET-1能产生浓度依赖性收缩,U46619的pD2为7.60±0.10,Emax为(136.40±6.17)%;ET-1的pD2为(7.17±0.22),Emax为(137.14±5.52)%,结果类似于新鲜组, U46619的pD2为7.78±0.11,Emax为(131.29±3.79)%;ET-1的pD2为7.53±0.15,Emax为(139.11±6.66)%,两组比较均无显著差异。培养组对血管非受体依赖性收缩剂60 mmol/L KCl产生的收缩力Emax为(7.67±0.85) mN;新鲜组的Emax为(7.73±0.97) mN,两组比较无显著差异。结论:采用血管器官培养的方法培养人肺内微小动脉48 h,能维持血管平滑肌的基本收缩特性,可作为研究各种物质对血管长效作用的有效模型。

    作者:邝素娟;杨慧;李晓红;刘晓颖;饶芳;单志新;林秋雄;杨敏;余细勇;吴书林;邓春玉 刊期: 2016年第08期

  • 辛伐他汀及缺血后处理对大鼠肾缺血再灌注损伤的影响

    目的:观察辛伐他汀(Sim)及缺血后处理(IPO)对肾缺血再灌注损伤(RI/RI)的影响。方法:采用夹闭双侧肾动、静脉45 min后松夹再灌的方法制RIRI模型。成年健康雄性SD大鼠,体重180~220 g,随机分为5组:假手术( sham)组、溶剂对照( sham+V)组、缺血再灌注( I/R)组、Sim组和IPO组。 Sim组每日给予辛伐他汀20 mg/kg灌胃,持续2周。 IPO组用无创动脉夹,夹闭双侧肾动、静脉45 min去夹后,行6个循环夹闭10 s/再灌10 s后处理。再灌注24 h后取腹主动脉血,测定血肌酐(SCr)和尿素氮(BUN)。取血后迅速摘取双侧肾脏,观察肾组织损伤程度,检测丙二醛(MDA)、一氧化氮(NO)、一氧化氮合酶(eNOS)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性。结果:I/R组大鼠肾功能明显受损,BUN和SCr含量均明显高于sham组和sham+V组( P<0.01)。与I/R组相比,Sim和IPO组BUN和SCr含量均明显降低( P<0.01)。 RI/RI后,I/R组SOD活性较sham组和sham+V组显著降低(P<0.05),MDA含量显著升高(P<0.05);与I/R组相比,Sim和IPO组SOD活性明显增加(P<0.05),MDA含量则明显降低(P<0.05)。 RI/RI后,I/R组NO及eNOS含量均明显低于sham组和sham+V组(P<0.05);与I/R组相比,Sim和IPO组NO及eNOS含量均明显增加(P<0.05)。 Sham组和sham+V组Bcl-2与Bax蛋白无明显表达,I/R组Bax蛋白表达明显增多,而Bcl-2蛋白表达较少;与I/R组相比,Sim和IPO组Bax蛋白表达减少,而Bcl-2蛋白表达增加。结论:Sim和IPO减轻大鼠RI/RI的作用可能与清除氧自由基,抑制脂质过氧化和提高肾组织的抗氧化能力有关。

    作者:谢怡华;牛丽静;王慧娟;苗智慧;夏晓红 刊期: 2016年第08期

  • 隐性纯合LDLR基因突变发现与功能分析

    家族性高胆固醇血症( familial hypercholesterolemia , FH)是一种常染色体显性单基因遗传性疾病。世界范围内FH杂合患者的发病率为1/500,纯合子患者症状严重,发病率为1/1000000。我们近诊断一位32岁女性FH伴早发冠状动脉粥样硬化性心脏病患者,血清总胆固醇含量12.99 mmol/L,其父母血脂水平正常。随后,我们应用高通量测序对患者及其母亲进行外显子组分析,测序数据首先与GRCh37数据库进行比对,将比对后检测到的同义突变、位于非编码区的突变以及数据库中已有的SNP筛除。根据其可能的遗传方式,按照常染色体隐性模式进一步筛选,发现148个插入/缺失突变,26个单碱基突变(包括1个无义突变和25个错义突变);对基因突变位点功能筛查和验证分析后,终发现了一个新的隐性纯合基因突变。该突变为LDLR基因第15个外显子的无义突变位点,该外显子编码O-糖链接结构域。研究中分别构建LDLR基因野生型及突变型表达质粒, Western blot结果显示,突变后的LDLR蛋白仍然可以正常表达,推测发生在O-糖链接结构域的突变可能影响LDLR蛋白在细胞膜上的正确定位,从而无法正常清除血浆中的LDL,终导致FH的发生。本次研究发现了一个新的位于LDLR基因中的隐性纯合突变,进一步丰富了LDLR基因的突变研究数据,也为FH的基因诊断提供更多的依据。

    作者:周颖超;查灵凤;曹祝兵;吴健飞;谢强;凃欣 刊期: 2016年第08期

  • CTRP3经AMPK/PGC-1α通路促进心肌细胞线粒体生物生成

    目的:C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白-3(CTRP3)是一种脂肪细胞因子,它与多种代谢性及心血管疾病密切相关,但CTRP3对线粒体生物生成的影响尚不清楚。本研究主要探讨CTRP3对心肌细胞线粒体生物生成的影响及相关机制。方法:原代培养乳大鼠心肌细胞并给予CTRP3处理。使用PCR、Western blot和免疫共沉淀等方法分别检测线粒体生物生成相关蛋白、线粒体DNA拷贝数、ATP含量和sirtuin 1( SIRT1)活性的变化。结果:CTRP3显著增加过氧化物酶体增殖激活受体共激活因子1α( PGC-1α)、核呼吸因子1( NRF-1)、线粒体转录因子A( TFAM)、线粒体氧化磷酸化复合物III和V的表达。 CTRP3显著升高心肌线粒体DNA拷贝数和ATP含量,而在心肌细胞中敲低PGC-1α可使上述效应减弱。预孵育腺苷酸活化蛋白激酶( AMPK)的抑制剂AraA可以逆转由CTRP3引起的NRF-1、TFAM和复合物III、V的表达升高。 CTRP3可上调SIRT1的表达和活性,SIRT1抑制剂EX-527可阻断CTRP3对PGC-1α的去乙酰化调节作用。此外,CTRP3对SIRT1表达和活性的促进作用也可被AraA所阻断。结论:CTRP3通过AMPK/PGC-1α通路促进心肌细胞线粒体生物生成。

    作者:张城林;冯寒;李丽;王瑾瑜;张艳;吴立玲 刊期: 2016年第08期

  • 人核心聚糖蛋白decorin在糖尿病心肌病中的保护作用及机制研究

    目的:本研究旨在探讨人核心聚糖蛋白decorin是否可以缓解糖尿病心肌病并对其中机制进行探索。方法:在本研究中,采用Wistar大鼠作为研究对象,通过腹腔注射链唑霉素并采用高脂饮食喂养6个月诱导糖尿病心肌病模型。通过重组腺相关病毒介导大鼠心脏高表达decorin。在体外研究中,通过高浓度葡萄糖模拟在体高血糖刺激,并在人脐静脉内皮细胞中高表达decorin,通过研究细胞凋亡水平、成管能力、迁移能力和增殖能力,观察其对内皮细胞的保护效应。结果:结果显示,糖尿病心肌病大鼠表现为毛细血管密度减低、心肌纤维化以及心脏功能受损,而过表达decorin可以促进血管内皮生长因子( VEGF)的表达,增加血管密度,减轻心肌纤维化并缓解糖尿病心肌病大鼠的心脏功能。同时,体外研究结果也表明,高糖可以抑制IGF1R/AKT通路,抑制VEGF的表达,诱导内皮细胞的凋亡增加,抑制细胞的成管能力、迁移能力和增殖能力,而过表达deco-rin则缓解了上述效应。另外,抗IGF1R抗体预处理或者AKT抑制剂处理可以阻断decorin的保护作用。结论:Decorin可以通过激活IGF1R/AKT通路,上调VEGF的表达并促进血管生成,从而缓解糖尿病心肌病。

    作者:唐家荣;赖金胜;陈复琼 刊期: 2016年第08期

  • AIM:Programmed necrosis ( necroptosis ) and apoptosis are crucially involved in multiple severe cardiac pathological conditions , including myocardial infarction, ischemia/reperfusion (I/R) injury, and heart failure.Whereas apoptotic signaling is well defined, the mechanisms underlying cardiomyocyte necroptosis remain elusive .METHODS AND RESULTS:Here we show that both mRNA and protein levels of receptor-interacting protein 3 (RIP3) in the hearts are increased by I/R injury and doxorubicin (Dox) treatment. In mice, RIP3 deficiency ameliorates myocardial necroptosis and heart failure induced by I /R (30-min ischemia/4-h or 8-week reper-fusion) or Dox treatment (20 mg/kg or 5 mg/kg ×4, i.p.).RIP3 overexpression induces cardiomyocyte necroptosis evidenced by de-creased intracellular ATP level and increased lactate dehydrogenase concentration in cell culture medium .RIP3 triggers myocardial ne-croptosis via activation of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII), rather than the well-established RIP3 partners, RIP1 and MLKL (mixed lineage kinase domain-like protein).Specifically, our data indicate that I/R and Dox markedly activate myo-cardial CaMKII in wild-type but not RIP3-deficient mice , and that CaMKII inhibition or RIP 3 deficiency protect the heart from I/R-and Dox-induced cardiomyocyte necroptosis , cardiac remodeling and heart failure .Mechanistically , RIP3 activates CaMKII via both di-rect phosphorylation and indirect reactive oxidative species-dependent oxidation , and subsequently triggers opening of the mitochondrial permeability transition pore ( mPTP) and myocardial necroptosis .CONCLUSION: These findings identify CaMKII as a novel RIP 3 substrate and delineate a RIP3-CaMKII-mPTP myocardial necroptosis pathway , a promising target for the treatment of cardiac ischemic and oxidative damage , and heart failure .

    作者: 刊期: 2016年第08期

  • 张应变调控的核骨架蛋白在高血压血管平滑肌细胞增殖中的作用

    目的:高张应变诱导的血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells, VSMCs)异常增殖在高血压血管重建发生发展中起重要作用。本研究探讨细胞核骨架( nuclear envelope ,NE)在其中的作用及其机制。方法:应用腹主动脉缩窄构建高血压大鼠动物模型;应用FX4000张应变加载系统对体外培养大鼠胸主动脉VSMCs分别施加5%(正常生理状态)和15%(模拟高血压状态)幅度的周期性张应变;Western blot检测NE蛋白emerin和lamin A蛋白表达水平;染色质免疫共沉淀、芯片( CHIP-on-chip)结合MOTIF生物信息学分析检测与emerin和lamin A结合的DNA序列及其特性;protein/DNA array检测抑制emerin或lamin A表达后转录因子活性变化。结果:高血压大鼠颈总动脉emerin和lamin A表达水平明显降低,中膜VSMCs增殖明显增加;体外加载15%周期性张应变模拟高血压病理条件下VSMCs受到的张应变力学刺激,VSMCs的emerin和lamin A表达明显降低,细胞增殖明显增加,这一作用可被emerin或lamin A的高表达载体转染所部分逆转。 emerin和lamin A能够分别与包含多种转录因子启动子结合位点的DNA片段结合,进而调控多种与VSMCs增殖相关的转录因子活性。结论:NE蛋白emerin和lamin A能够响应力学刺激,并通过调控与特异性转录因子启动子区域的结合调控转录因子活性,参与VSMCs增殖功能调控和高血压血管重建。

    作者:齐颖新;姚庆苹;韩悦;黄凯;姜宗来 刊期: 2016年第08期

  • SM22α通过调控血管平滑肌细胞PDGF受体再循环参与血管重构过程

    目的:本研究拟探讨平滑肌蛋白22α( SM22α)对血管平滑肌细胞( VSMC)表面血小板源性生长因子受体β( PDGFR-β)胞吞的影响,进而揭示SM22α对PDGFR-β活性调控的关键步骤———胞吞和泛素化动态平衡的影响及其对血管重构过程的调控作用。方法:PDGF刺激体外培养大鼠VSMC,考察siRNA敲低SM22α蛋白后不同时点的细胞中,激光共聚焦显微镜观察PDGFR-β在细胞膜分布的异同;利用活细胞工作站实时观察SM22α的表达对PDGFR-β在细胞内内吞体和溶酶体分布的异同;SM22α对c-Cbl或TRAF6等E3泛素连接酶活性的影响;siRNA敲低早期内吞体标志蛋白Rab5、再循环内吞体标志蛋白Rab4和Rab11、多泡体( MVB)标志蛋白Rab7,观察SM22α对PDGFR-β亚细胞定位的变化及其与血管重构的关系。结果:研究发现,SM22α表达下调促进细胞表面的PDGFR-β的再循环过程,使PDGFR-β在细胞表面的分子数显著减少,激活信号分子Akt和p42/44磷酸化,促进PDGF诱导的VSMC生长、增殖和迁移过程,SM22α对PDGFR-β再循环的调控与血管重构过程密切相关。结论:PDGFR-β调控异常诱发的生物学行为改变是心血管疾病的主要细胞和分子生物学基础,我们的结果表明, SM22α可能通过影响PDGFR-β胞吞和泛素化动态平衡而影响其活性的调控,进而参与血管重构的病理生理过程,阐明其分子机制可为发掘基于影响PDGFR-β功能的心血管疾病药物设计提供新靶点。

    作者:麻晓婷;窦永青;李晓坤;孟泽祺;韩梅;聂磊 刊期: 2016年第08期

  • AIM:To analyze the proteins included in exosomes derived from blood of patients with hypertension and seek the main pathologi -cal changes in hypertension .METHODS:Forty-seven patients and healthy subjects were recruited and divided into two comparisons :healthy subjects vs atherosclerosis ( HS vs AS) , and atherosclerosis vs hypertension plus atherosclerosis ( AS vs HT+AS) .We extrac-ted exosomes from blood and utilized LC-MS/MS to identify the protein expression .We used GO analysis to established the hierarchy programs of biological process and molecular function .PPI was used to find the proteins related to the terms .RESULTS:It was found that three final child terms repeatedly shown in BP of the two categories ( HS vs AS and AS vs HT+AS):“signal transduction in re-sponse to DNA damage”,“response to zinc ion”, and“platelet aggregation”.It was found that two final child terms in MF of the two categories:“interleukin 2 receptor binding” and“ploy(A) RNA binding”.The proteins, PSMA6, PSMA7 and CA2, were related to the terms in the two categories .CONCLUSION: We discovered that the exosome proteins may indicate the pathological changes in hypertension through the biological processes related with the specific proteins .These specific proteins, such as VCL, PSMA6, DP, AKAP, ATP5B and CA2, can be the new indicators for severity of hypertension and new therapeutic targets .

    作者: 刊期: 2016年第08期

  • AIM:The 50-Hz magnetic field (MF) is a potential health-risk factor.Its effects on the cardiovascular system have not been fully investigated .This study was conducted to explore the effects of long-term exposure to 50-Hz MF on the cardiovascular system . METHODS:In the study , an exposure system was constructed and the distribution of 50-Hz MF was detected .Sixty-four Sprague-Dawley (SD) rats were exposed to 50-Hz MF at 100 μT for 24 weeks, 20 hours per day, while another 64 rats were sham exposed. During the exposure, blood pressure was measured every 4 weeks, and 24 weeks later, echocardiography, cardiac catheterisation and electrocardiography were performed .Moreover , heart and body weight were recorded , while haematoxylin-eosin staining and real-time PCR were conducted .RESULTS:The results showed that compared with the sham group , exposure to 50-Hz MF did not exert any effect on blood pressure, pulse rate, heart rate and cardiac rhythm.Further, echocardiography and cardiac catheterisation showed that there were no significant differences in the cardiac morphology and haemodynamics .In addition , histopathological examination showed that 50-Hz MF exposure had no effect on the structure of hearts .Finally, the expression of the cardiac hypertrophic relative genes did not show any significant differences between 50-Hz MF exposure group and the sham group .CONCLUSION: Taken together , in SD rats, exposure to 50-Hz/100-μT MF for 24 weeks did not show any obvious effects on the cardiovascular system .

    作者: 刊期: 2016年第08期

  • PI3 K/Akt/FoxO1介导的PKG转录抑制参与了硝酸甘油耐受形成

    目的:PKG在血管硝酸甘油(nitroglycerin, NTG)耐受形成中起重要作用,PI3K/Akt信号通路与血管张力调节关系密切,本研究旨在探讨该通路在NTG耐受形成中的作用及其机制。方法:通过猪离体冠状动脉孵育NTG(10-5 mol/L,24 h)建立离体NTG耐受模型;通过皮下注射NTG(20 mg/kg体重,每天3次,连续3 d)建立小鼠在体NTG耐受模型;运用离体血管环灌流、Western blot、实时定量PCR及免疫荧光等方法进行研究。结果:离体和在体研究表明,耐受组血管对硝酸甘油的舒张反应较对照组显著减弱,并且耐受组血管的p-Akt (Ser473)蛋白水平显著增加。 PI3K的特异阻断剂LY294002与NTG共孵育冠状动脉24 h,可显著抑制耐受组引起的p-Akt (Ser473)蛋白水平升高,同时部分改善了血管对NTG的反应性。耐受组冠状动脉PKG的蛋白和mRNA水平较对照组明显降低,且均可被LY294002所反转。耐受组血管的p-FoxO1( Ser256)蛋白水平较对照组显著升高,且出现由胞核向胞浆的转位,以上现象均可被LY294002所阻断。结论:活化的PI3K/Akt通过促进FoxO1的出核,抑制了PKG的表达,从而导致NTG耐受。

    作者:安苑铭;李妍静;张城林;丛馨;吴立玲;窦豆 刊期: 2016年第08期

  • 张应变条件下miR-33调控移植静脉内膜增生的机制研究

    目的:探究张应变条件下microRNA-33(miR-33)调控移植静脉内膜增生的机制,为缓解静脉移植内膜增生提供潜在治疗方法。方法:SD大鼠进行“套管法”自体静脉移植,Elastin-van Gesion染色观察内膜增生情况。使用FX4000细胞应力加载装置( Flexcell International )对静脉平滑肌细胞加载频率1.25 Hz、幅度10%的张应变以模拟静脉在动脉环境受到的张应变力学刺激。 qRT-PCR检测miR-33表达,Western blotting检测相关蛋白,BrdU增殖实验和CCK-8试剂盒检测细胞增殖。双萤光素酶报告基因验证miR-33与靶基因的作用关系。骨形态发生蛋白3(BMP3)特异性siRNA干扰片段、重组蛋白以及miR-33 in-hibitor和mimics用于研究细胞功能和相关信号通路。在体局部注射miR-33 agomir和antagomir来验证miR-33在静脉移植内膜增生中的作用。结果:移植静脉出现明显内膜增生,miR-33显著降低,而BMP3、p-Smad5和p-Smad2表达明显上升;牵拉条件下得到与移植静脉中相同的结果。双萤光素酶报告基因实验证明BMP3是miR-33的靶基因。 miR-33 mimics抑制BMP3及下游信号分子p-Smad2、p-Smad5表达和细胞增殖; miR-33 inhibitor 或者BMP3重组蛋白得到类似结果。在体注射miR-33 agomir降低BMP3及下游信号分子表达,亦可缓解静脉移植内膜增生。结论:miR-33-BMP3-Smad信号通路参与移植静脉平滑肌细胞增殖;miR-33可以缓解静脉移植内膜增生过程,具有潜在临床应用前景。

    作者:黄凯;包晗;严志强;王璐;张萍;姚庆苹;施茜;陈小虎;王凯旋;沈宝荣;齐颖新;姜宗来 刊期: 2016年第08期

  • miR-130 a通过调控PPAR-γ的表达参与Ang II的促纤维化效应

    目的:探讨miR-130a在血管紧张素II(angiotensin II, Ang II)诱导心脏间质纤维化中的作用及分子机制。方法:埋植Ang II微渗泵制备小鼠心室重塑模型,超声心动检测小鼠心功能;离体培养乳鼠心脏成纤维细胞,real-time PCR和Western blot检测分子的基因及蛋白表达。结果:在埋植Ang II微渗泵的小鼠心肌组织以及Ang II刺激的乳鼠心脏成纤维细胞,Ang II可上调miR-130a的表达。小鼠腹腔注射25 mg/kg miR-130a 抑制剂锁核酸(locked nucleic acid, LNA)-anti-miR-130a可显著抑制Ang II引起的心肌组织中miR-130a表达增加,改善Ang II引起心脏间质纤维化及舒缩功能障碍。转染miR-130a mimic可进一步促进Ang II引起的纤维化相关分子的表达增加以及肌成纤维细胞转化,miR-130a inhibitor则可抑制Ang II的上述作用。过表达PPAR-γ可抑制Ang II以及Ang II和miR-130a mimic联合应用引起的纤维化相关分子的表达。结论:miR-130a通过调控PPAR-γ的表达参与Ang II的促纤维化效应。

    作者:李丽;张城林;赵茜;吴立玲 刊期: 2016年第08期

  • MIPU1上调基质金属蛋白酶14促进血管新生

    目的:探讨转录因子心肌缺血预处理上调蛋白1( myocardial ischemic preconditioning upregulated protein 1, MIPU1)促进血管新生的分子机制。方法:mRNA测序分析MIPU1过表达人脐静脉内皮细胞( HUVEC )的mRNA差异表达;染色质免疫沉淀(chromatin immunoprecipitation, CHIP)检测MIPU1与基质金属蛋白酶14(matrix metalloproteinase 14, MMP14)启动子区结合情况;采用Matrigel、划痕和Transwell分析HUVEC管型形成和迁移;采用Western blot和定量PCR分别检测MIPU1和MMP14蛋白质和mRNA表达;采用LAD建立慢性心肌缺血小鼠模型,采用HE染色和CD31免疫组化分析缺血心肌组织形态学变化及微血管形成。结果:免疫组化和HE染色显示与假手术组相比,缺血心肌中组织损伤加重伴随有CD31+微血管数目增加,同时心肌组织中MMP14和MIPU1蛋白和mRNA表达增加。 RNA测序显示与对照组相比MIPU1过表达HUVEC中MMP14 mR-NA增加约4倍。 MMP14特异性siRNA转染显著下调MMP14蛋白表达后,可抑制MIPU1促HUVEC管型形成和迁移作用;相反,MMP14过表达可增加MIPU1的上述作用。生物信息学分析显示MMP14启动子区含有2个MIPU1结合元件核心序列(“CTTA”),CHIP结果显示MIPU1与MMP14启动子区-217~-221 bp和-110~-106 bp处的“CTTA”有结合。结论:MIPU1通过上调MMP14促进HUVEC的管型形成和迁移作用,这一调节机制可能参与缺血心肌中微血管新生过程。

    作者:邹江;陈亦菲;蔡思明;王念;刘可;张华莉;王慷慨;肖献忠 刊期: 2016年第08期

  • 抗氧化蛋白peroxiredoxin II对小鼠缺血再灌注损伤心肌的保护作用及其机制

    目的:我们的前期实验发现,腺病毒中介的peroxiredoxin II ( Prx II)过表达可保护心肌细胞防止氧化应激所致的损伤,尽管这样,Prx II在器官和整体动物水平是否具有心肌保护作用,而且这一保护作用是否通过内质网应激发挥作用尚不清楚。方法:应用Langendorff系统构建离体心肌缺血再灌注损伤模型;结扎冠状动脉左前降支,缺血30 min再灌注30 min/3 h/24 h构建体内心肌缺血再灌注损伤模型。结果:离体心肌缺血再灌后,Prx II过表达小鼠心肌收缩大速率(+dp/dtmax )和心肌舒张大速率(-dp/dtmax )恢复较正常对照组明显得到改善;Prx II心肌特异性过表达小鼠与野生型相比,离体和在体心肌缺血再灌后,心肌梗死面积均分别降低了69.13%和60.86%;体内心肌缺血再灌注,与野生型小鼠相比,Prx II心肌特异性过表达小鼠心肌细胞凋亡率降低了52.10%±5.32%;与野生型小鼠相比,Prx II心肌特异性过表达小鼠中内质网通路伴侣分子Hsp90、GRP94、PDI和p-eIF2α的表达量均明显降低(P<0.05),但cleaved ATF6和XBP-1的表达量在2组小鼠中无明显差异。 p-Akt (Ser473)和p-Akt(Thr308)水平在野生型小鼠明显降低,在Prx II过表达小鼠中仍维持高表达水平(P <0.05)。结论:Prx II对缺血再灌注损伤心肌具有保护作用,其机制可能与拮抗p-eIF2α表达、增加p-Akt表达、阻断内质网应激启动的凋亡通路有关。

    作者:王慧敏;石晓静;周文娟;耿雪鹏;姬亚歌;肖悦;黄欣;刘宏民;赵文 刊期: 2016年第08期

  • 心脏干细胞来源的exosomes通过传递miR-21抗心肌细胞凋亡

    目的:心脏干细胞移植治疗急性心梗的机制不明,而新研究发现外泌体( exosomes )是干细胞与心肌细胞信号交流的重要媒介。本研究通过解析心脏干细胞分泌外泌体的成分,阐明其中参与心肌保护作用的物质以及调控机制。方法:采用体外分离成年小鼠心脏的Sca-1+心脏干细胞( Sca-1+CPCs ),从Sca-1+CPCs的培养上清中分离提取其分泌的exosomes ,用Nano-sight、投射电镜、Western blot等对exosomes进行鉴定,qPCR解析exosomes中的内容物,找出关键调控的miRNA,并且通过转染以及萤光素酶报告基因的实验证实其调控的靶基因;后,细胞加入exosomes预保护后,检测其关键miRNA及其靶蛋白的表达,流式细胞术检测凋亡细胞比例的变化。结果:Sca-1+CPCs细胞上清中提取的物质是直径在80 nm左右的双分子层囊泡,且表达CD9、CD63和Alix 3种exosome标志蛋白。氧化应激可以促进CPCs分泌exosomes,这种exosomes中miR-21表达明显增加,并且被心肌细胞摄取,miR-21通过与PDCD4靶向结合抑制心肌细胞在氧化应激损伤下的凋亡,加入exosomes对细胞进行保护后,在同样环境下可明显上调细胞内miR-21,且发现PDCD4及cleaved caspase-3的表达明显下调,凋亡细胞的比例明显减少。结论:心脏干细胞通过分泌的exosomes,将其包裹的miR-21进入到心肌细胞中抑制PDCD4的表达,从而抗心肌细胞凋亡。本研究为阐明干细胞治疗心肌梗死的作用机制提供了新的视野。

    作者:肖静;潘宇;李晓红;杨翔宇;姜霖;冯娟;余细勇 刊期: 2016年第08期

  • AIM:NLRP3 inflammasome was identified as the cellular machinery responsible for activation of inflammatory processes .The present study investigated whether the activation of NLRP 3 inflammasomes contributes to hyperhomocysteinemia ( HHcy)-induced in-flammation and atherosclerosis .METHODS:ApoE-/-mice were fed regular diet , high fat ( HF) diet or HF plus high methionine (HM) diet for 10 weeks.NLRP3 shRNA or scramble shRNA viral suspension was injected twice at the 2nd and the 6th weeks after HFHM treatment.The whole aortas and aortic root sections were stained with Oil Red O for atherosclerotic lesion .Plasma lipids, ho-mocysteine ( Hcy) , IL-1βand IL-18 levels were measured .We also examined the effect of Hcy on NLRP 3 inflammasomes activation in THP-1 differentiated macrophages in the presence or absence of NLRP 3 siRNA, caspase-1 inhibitor Z-WEHD-FMK, or antioxidant N-acetyl-L-cysteine ( NAC) .RESULTS:HFHM treatment induced HHcy in ApoE-/-mice.Increased plasma levels of IL-1βand IL-18, aggravated macrophage infiltration into atherosclerotic lesion , and accelerated development of atherosclerosis were detected in HHcy mice, which were associated with the activation of NLRP 3 inflammasomes.Silencing the NLRP3 gene significantly suppressed NLRP3 inflammasomes activation , reduced plasma levels of proinflammatory cytokines , attenuated macrophage infiltration , and improved HHcy-induced atherosclerosis .Moreover, we found that Hcy activated NLRP3 inflammasomes and promoted subsequent production of IL-1βand IL-18 in macrophages, which were blocked by NLRP3 gene silencing, Z-WEHD-FMK, or NAC.CONCLUSION:These data suggest that the activation of NLRP 3 inflammasomes contributes to HHcy-induced inflammation and atherosclerosis .Hcy activates NLRP3 inflammasomes in reactive oxygen species dependent pathway in macrophages .

    作者: 刊期: 2016年第08期

  • AIM:Increasing evidence indicates that inflammation contributes to the initiation and perpetuation of atrial fibrillation ( AF) .Al-though tumor necrosis factor ( TNF)-αlevels are increased in patients with AF , the role of TNF-αin the pathogenesis of AF remains unclear.Recent research has revealed that T-type Ca2+currents ( ICa,T ) play an important role in the pathogenesis of AF .METH-ODS:In this study , we used the whole-cell voltage-clamp technique and biochemical assays to explore the role of TNF-αin the regula-tion of ICa,T in atrial myocytes.RESULTS:We found that compared with sinus rhythm (SR) controls, T-type calcium channel (TCC) subunit mRNA levels were decreased , while TNF-αexpression levels were increased , in human atrial tissue from patients with AF .In murine atrial myocyte HL-1 cells, after cultured for 24 h, 12.5, 25 and 50 μg/L TNF-αsignificantly reduced the protein expression levels of the TCC α1G subunit in a concentration-dependent manner .The peak current was reduced by the application of 12.5 or 25μg/L TNF-αin a concentration-dependent manner [from ( -15.08 ±1.11) pA/pF in controls to ( -11.89 ±0.83) pA/pF and (-8.54 ±1.55) pA/pF in 12.5 and 25 μg/L TNF-αgroups, respectively].TNF-αapplication also inhibited voltage-dependent inactivation of ICa,T shifted the inactivation curve to the left .CONCLUSION:These results suggest that TNF-αis involved in the path-ogenesis of AF, probably via decreasing ICa,T function in atrium-derived myocytes through impaired channel function and down -regula-tion of channel protein expression .This pathway thus represents a potential pathogenic mechanism in AF .

    作者: 刊期: 2016年第08期

中国病理生理杂志

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