论文部分内容阅读
目的:如何减轻阿霉素的心肌损伤既是心肌保护研究也是肿瘤防治研究共同关心的问题。阿霉素是一种临床常用的蒽环类细胞周期非特异性肿瘤化疗药物,临床上广泛应用于治疗各种恶性肿瘤,但阿霉素用药后不良反应较多,最严重的是剂量依赖性的心脏毒性,不仅影响了患者的生存质量,而且限制了阿霉素的临床应用。虽然国内外对阿霉素心肌毒性作用的研究工作已经取得了许多重要进展,但其机制并未完全阐明。Sirtuin1(SIRT1)是一种烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD)依赖的蛋白去乙酰化酶。研究表明,SIRT1对于心血管疾病的发生、发展以及治疗具有积极的意义。因此,为了寻找阿霉素心肌损伤新的防治“靶点”,本研究探讨了SIRT1对阿霉素所致心肌损伤的影响及其分子机制。 方法:首先,我们构建了阿霉素心肌损伤小鼠模型,通过观察小鼠生存率的变化,检测心脏血流动力学指标的改变、心肌组织的氧化损伤程度、心肌细胞线粒体细胞色素C的释放及心肌细胞凋亡指数,探讨了SIRT1激动剂白藜芦醇对阿霉素所致小鼠心肌损伤的影响。然后,我们利用基因转染和RNA干扰技术过表达野生型SIRT1蛋白、过表达酶失活突变型SIRT1蛋白及抑制SIRT1蛋白的表达,通过检测大鼠心肌H9c2细胞培养液中乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)的水平、细胞存活率、线粒体跨膜电位的变化、线粒体细胞色素C的释放及细胞凋亡,研究SIRT1对阿霉素所致H9c2细胞凋亡的影响。最后,我们通过免疫共沉淀技术筛选了能够与SIRT1发生相互作用的热休克蛋白,并利用重组质粒或shRNA干扰载体瞬时转染H9c2细胞以上调或抑制热休克蛋白25(heat shock protein25,HSP25)的表达,通过检测线粒体细胞色素C的释放、SIRT1与p53蛋白的结合、p53蛋白的乙酰化水平及细胞凋亡等指标,研究了HSP25与SIRT1的相互作用关系对SIRT1蛋白功能的影响。 结果:首先,通过建立Balb/c小鼠阿霉素心肌损伤模型,我们发现阿霉素处理组(DOX)小鼠第7w末生存率仅为65%,左心室功能明显降低,心脏湿重、体重及心脏湿重/体重均明显降低,而血清LDH水平、心肌羰基化蛋白水平和丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平明显增加,且心肌细胞线粒体细胞色素C释放增多,凋亡的心肌细胞数增加。然而,将白藜芦醇按照15mg/kg体重剂量与阿霉素同时处理Balb/c小鼠7w后,自藜芦醇+阿霉素处理组(R+D)小鼠第7w末生存率为90%,左心室功能明显改善,心脏湿重、体重及心脏湿重/体重虽较之正常对照组降低,但较之DOX组明显改善。同时,血清LDH水平、心肌羰基化蛋白水平、MDA水平,心肌细胞线粒体细胞色素C的释放,心肌细胞凋亡等均较之DOX组明显降低。而且,R+D组较之DOX组的小鼠心肌SIRT1蛋白表达上调66.7%,小鼠心肌乙酰化p53蛋白占p53总蛋白的水平下降29.8%。此外,我们在细胞水平通过基因转染和RNA干扰技术上调或下调SIRT1的表达,探讨了SIRT1对阿霉素所致的细胞损伤的影响。结果发现,转染酶失活型突变体SIRT1(SIRT1-H363Y)和转染SIRT1 shRNA的H9c2细胞与相应对照组细胞比较,培养液中LDH的水平分别升高18.4%和25.2%,JC-1探针红绿荧光的比值分别下降了53.1%和72.8%,线粒体细胞色素C的释放分别增加了81.3%和45.2%,细胞凋亡指数分别增加了32.5%和50.8%。但是,转染野生型SIRT1(SIRT1-WT)的H9c2细胞与转染空载体的H9c2细胞比较,细胞培养液中LDH的水平下降了23.3%,JC-1探针红绿荧光的比值却上升了349%,细胞色素C的释放下降了43.8%,细胞凋亡指数减少了47.5%。最后,我们通过免疫共沉淀技术发现SIRT1能够与HSP25发生相互作用。通过构建HSP25-Myc表达载体,并将SIRT1-Flag和HSP25-Myc表达载体共转染细胞进一步证实了SIRT1与HSP25相互作用关系的存在。在功能研究方面,我们发现过表达HSP25不能减少DOX所致的H9c2细胞凋亡,也不能抑制DOX所致的H9c2细胞细胞色素C的释放,免疫共沉淀技术也证实HSP25与细胞色素C之间不存在可被检测的相互作用关系。然而,抑制HSP25的表达却使得DOX所致的H9c2细胞凋亡数量增加。并且,抑制HSP25的表达使去乙酰化酶SIRT1与p53的相互作用降低,进而导致乙酰化p53蛋白水平的增加。 结论:白藜芦醇能够减轻阿霉素所致的小鼠心肌损伤和心衰程度,其分子机制可能与其激活去乙酰化酶SIRT1从而抑制p53的乙酰化有关。SIRT1抑制阿霉素所致的心肌细胞LDH释放、线粒体跨膜电位的下降及线粒体细胞色素C的释放,减轻阿霉素所致的心肌细胞凋亡。HSP25能够与SIRT1发生相互作用,并介导了SIRT1对p53的去乙酰化,从而减轻阿霉素所致的心肌细胞凋亡。