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目的:
建立大鼠心肌缺血再灌注损伤模型,观察吡那地后处理对缺血再灌注损伤大鼠心脏功能的影响。运用蛋白质组学研究方法,探讨吡那地尔后处理对大鼠心肌线粒体蛋白质的表达变化。
方法:
1.建立Langendorff大鼠离体心脏缺血再灌注损伤模型。18只成年雄性SD大鼠随机分为正常组(Nor)、缺血再灌注损伤组(Con)和吡那地尔后处理组(Pina),每组6只。
灌注方案:
Nor组:持续灌注Kerbs-Henseleit缓冲液(K-H液)120 min,无缺血再灌注损伤。Con组和Pina组:缺血前先灌注K-H液平衡20 min,灌注4℃ ST-Thomas停跳液,使全心缺血40 min后,按以下方案灌注:①Con组:灌注K-H液60 min;②Pina组:灌注K-H液前给予50μmol/L吡那地尔2 min,继之K-H液58 min。观察各组平衡末及灌注末心率(HR)、左室发展压(LVDP)、左室舒张末压(LVDEP)、以及最大dp/dt等心功能的变化。
2.差速离心和Nycodenz密度梯度离心分离纯化大鼠心肌线粒体,Western blot验证其纯度。
3.提取线粒体蛋白质,采用双向电泳技术(2-DE)对蛋白质进行分离,利用PDQuest8.0软件分析各组蛋白质表达的差异。选取差异在2倍以上的蛋白质点,采用MALDI-TOF-MS鉴定。
4.Western blot法回复验证部分差异蛋白质的表达变化,证实双向电泳结果的可靠性。
结果:
1.平衡末各组间心功能无明显差异,续灌末Nor组和Pina组心功能明显优于Con组(P<0.05);
2.Western blot证实了Nycodenz密度梯度离心法提取的线粒体富集程度较高;
3.对各组线粒体蛋白进行2-DE,每张胶上检测出480±22个蛋白质斑点;PDQuest8.0软件分析后得到11个差异蛋白质,经MALDI-TOF-MS分析,均成功鉴定;
4.Nor组与 Con组比较发现:NADH脱氢酶铁硫蛋白2(NDUFS2)表达升高,ATP合酶α亚单位(ATPA)、电子传递黄素蛋白α亚单基(ETFA)和细胞色素C1亚基2表达降低。Pina组与 Con组比较发现:NDUFS2、NADH脱氢酶I10α亚基(NDUFA10)和NADH脱氢酶黄素蛋白2亚基(NDUFV2)表达升高。异柠檬酸脱氢酶α亚基(IDHA)和Delta(3,5)-Delta(2-4)-dienoyl辅酶A异构酶(ECH1)表达降低。有两个蛋白质点被鉴定为ATP合酶d亚基,一个蛋白点表达升高,而另一个蛋白点表达降低。
5.回复验证:据质谱结果,检测NDUFS2、ATPA和NDUFA10在各组的表达变化。Nor组ATPA的表达高于Con组(P<0.05),而NDUFS2表达低于Con组(P<0.05);Con组NDUFS2和NDUFA10的表达高于Pina组(P<0.05)。这些蛋白质的表达变化与2-DE结果一致。
结论:
1.吡那地尔后处理能减轻心肌缺血/再灌注损伤,有保护缺血心肌、改善心功能的作用;
2.(1)吡那地尔后处理降低了NDUFS2、NDUFA10和NDUFV2的代偿性升高,这种变化可能与mitoKATPC开放心肌保护作用机制有关,它们可能是mitoKATpC开放心肌保护作用的靶蛋白;
(2)吡那地尔后处理可引起ATP合酶d亚基发生磷酸化,这种修饰可能参与了mitoKATPC开放的心肌保护作用机制;
(3)吡那地尔后处理可促进IDHA和ECH1表达;
(4)ATPA、ETFA和细胞色素C1亚基2可能是心肌损伤的标识蛋白,而NDUFS2可能是心肌损伤的保护蛋白;
3.Nycodenz不连续密度梯度离心法可获得较高纯度的心肌线粒体。