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去甲肾上腺素(NA)是体内一种重要的神经递质和内分泌激素,在心肌肥厚、心力衰竭等病理过程中起重要作用,而这些病理过程往往伴有心肌细胞的异常生长、凋亡及氧化应激的增加。近来许多研究表明,氧化应激产生的活性氧(ROS),在亚毒剂量时可充当信号分子,可以调节转录因子活化、细胞凋亡、细胞生长等生理过程。维生素E是目前推崇的以抗氧化作用为其主要药理作用的抗氧化剂。无论是动物实验还是临床资料均有显示,维生素E能抑制包括心力衰竭在内的多种心血管疾病的发生和进展,但它的确切机制尚不十分清楚。为此我们假设ROS参与了NA所诱导的心肌细胞凋亡和肥大的信号转导过程,通过建立幼鼠心肌细胞培养模型,探索NA诱导心肌细胞凋亡、肥大的细胞内信号通路是否有ROS的参与,观察维生素E对NA所诱导的心肌细胞内ROS产生及凋亡、肥大的作用并探讨其作用机制,为防治心力衰竭提供新的分子细胞学依据。本研究分以下三部分: 第一部分:建立幼鼠心肌细胞培养模型,用DCFH-DA荧光探针标记心肌细胞,流式细胞仪检测细胞荧光强度(反映ROS的生成),观察NA对心肌细胞内荧光探针荧光强度的影响,并探求量效及时效关系;观察α1、β肾上腺素受体阻滞剂分别及共同作用对NA诱导的细胞内ROS产生的特点;观察不同浓度维生素E对心肌细胞内荧光探针荧光强度的影响,并探求量效关系。 第二部分:观察NA诱导心肌细胞凋亡、肥大的特点及维生素E对凋亡、肥大是否有抑制作用。分为二部分实验: 实验一、观察高、中、低三种浓度NA对培养心肌细胞3`末端标记DNA降解片断、DNA琼脂糖凝胶电泳等凋亡指标的影响,确定诱导心肌细胞凋亡的最佳浓度。在此条件下,观察不同浓度维生素E对凋亡指标的影响。 实验二、观察高、中、低三种浓度NA对培养心肌细胞蛋白质合成速率、蛋白质含量等心肌细胞肥大指标的影响,确定诱导心肌细胞肥大的最佳浓度。在此条件下,观察不同浓度维生素E对这些指标的影响。 第三部分:用EMSA法观察NA作用于心肌细胞是否有NF一KB激活,维生素E及肾上腺素受体(AR)阻滞剂对NF一KB激活有何影响。 结果: 第一部分实验结果表明:NA能通过肾上腺素受体信号转导通路呈时间依赖性和剂量依赖性刺激心肌细胞内ROS的产生,维生素E干预后,心肌细胞ROS的产生明显减少。①随加入NA浓度增高(2 p mol几、20pmol/L、200 p mol/L)和作用时间的延长(omin、1 smin、30min),流式细胞仪检测出的心肌细胞荧光强度,呈上升趋势。②在NA浓度为20 p mol几的条件下,呱哇嗦或普蔡洛尔分别干预后,心肌细胞荧光强度均明显减弱;呱哇嚓和普蔡洛尔共同干预后,心肌细胞荧光强度较分别干预时显著减弱。③在NA浓度为20 p mol/L的条件下,加用浓度为50 p mol几或500 p mol/L维生素E均能明显减弱心肌细胞荧光强度。 第二部分实验结果表明:NA能同时诱导培养心肌细胞的凋亡和肥大,维生素E干预后可抑制心肌细胞的凋亡、肥大。①三种浓度 NA(2pmol/L、20pmol/L、200pmol/L)作用于心肌细胞后,凋亡细胞百分率在NA浓度为20 p mol/L、200 p mol/L时,显著增加;NA浓度为2协mol/L时,对心肌细胞凋亡凋亡百分率无影响;在NA浓度为200 p mol几条件下,可见到凋亡特有的DNA Ladder;在此条件下,加入维生素E干预,在浓度为50 p mol几、500 p mol/L时,心肌细胞凋亡百分率明显降低,维生素E浓度为500 p mol/L时,DNA Ladde:消失。②NA浓度为2 p mol/L、20。mol/L和200 0 mol/L时,均能明显增加心肌细胞蛋白含量和3H一亮氨酸的掺入。在NA浓度为20协mol/L的条件下,加用浓度为50 p mol/L或500。mol/L维生素E均能减少心肌细胞蛋白含量和3H一亮氨酸的掺入。介 第三部分实验结果表明:应用EMSA技术,可见NA刺激前心肌细胞存在着NF一KB活性。给予NA刺激后,NF一KB活性明显增加。给予呱哇嗦加普蔡洛尔或维生素E干预后,NF一KB活性显著低于单纯NA刺激组。 结论: 1.NA能诱导培养幼鼠心肌细胞凋亡和肥大,这两种现象可以同时存在。NA在高、中、低三种浓度,均可促进心肌细胞肥大,而与此相反,NA只有在浓度较高时可诱导心肌细胞凋亡。 2.NA能同时通过Ql、e肾上腺素受体信号转导通路,呈时间依赖性和剂量依赖性增加心肌细胞内ROS的产生。维生素E能抑制NA刺激心肌细胞内ROS的升高。 3.维生素E在较高浓度能抑制NA诱导的心肌细胞凋亡和肥大。其中的机制可能是维生素E能抑制NA诱导的心肌细胞内ROS的产生。 4.NA的刺激使心肌细胞NF一KB活性增加,呱哇嗦加普蔡洛尔或维生素E分别能抑制NF一KB活性。提示NF一KB参与了NA对心肌细胞作用的信号转导。维生素E抑制NF一KB的活化证明ROS参与了NA诱导心肌细胞凋亡、肥大的信号转导。