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心脑血管疾病发生率及死亡率明显上升,严重危害大众的身体健康。积极防治心血管疾病,寻找并发现具有心血管保护作用的营养素和植物化学物,并探索其分子机制,已成为营养学领域研究重点之一。流行病学调查发现,黄酮类物质的日常摄入量与心血管疾病的发生发展呈明显负相关。槲皮素(3,3’,4’,5,7-五羟基黄酮),又名栎精,槲皮黄素,是一种广泛存在于水果、蔬菜和谷物等植物中的植物源性黄酮类化合物。缺血再灌注损伤是指缺血组织再有血液供应时,非但没有改善细胞状态,反而使组织器官功能进一步受损的现象。缺血再灌注损伤也是心血管疾病愈后不良及死亡的主要原因。研究表明,槲皮素可以有效对抗心肌缺血再灌注损伤,但其机制尚不清楚。本研究旨在深入探讨槲皮素抗心肌缺血再灌注损伤保护作用的分子机制。方法上采用新生SD大鼠原代心肌细胞,建立体外缺血再灌注损伤模型,即缺氧/复氧(A/R)损伤模型。首先在A/R前24小时,分别以10μM、20μM、40μM、80μM槲皮素预处理,再检测细胞存活率和14-3-3η蛋白表达水平,以选择槲皮素上调14-3-3η蛋白表达水平并发挥抗A/R损伤保护作用的最佳剂量,然后分别在A/R前24小时、48小时、72小时,加入20μM槲皮素,以明确槲皮素上调14-3-3η蛋白水平的最佳预处理时间。结果发现20μM槲皮素72小时预处理可显著上调A/R损伤的新生SD大鼠原代心肌细胞内14-3-3η蛋白表达水平,并同时发挥保护作用,与对照组及A/R组比较,p<001。接下来,用14-3-3ηRNAi腺病毒感染新生大鼠原代心肌细胞,并进行槲皮素处理,A/R损伤后检测培养液CPK和LDH活性,细胞存活率、ROS含量、线粒体膜电位、mPTP开放、细胞凋亡等,与单独槲皮皮素处理组比较以确认14-3-3η蛋白水平上调与槲皮素抗A/R损伤保护之间的关系。结果表明槲皮素抗心肌细胞A/R损伤保护作用,包括抗氧化应激、稳定线粒体膜电位、抑制mPTP开放和减少细胞凋亡均依赖于其对表达水平的上调。14-3-3η是细胞内重要的调节蛋白,它的作用方式是与不同的靶蛋白结合,通过激活靶蛋白,改变靶蛋白构象,或帮助靶蛋白向细胞内特定部位迁移而实现其各种生物学功能。PKCε是细胞内关键性的心肌保护蛋白,研究证实,在PKCε介导的抗缺血再灌注损伤保护作用中,涉及其从心肌细胞胞浆向线粒体的移位,但该移位是如何发生的,还不清楚。为探讨14-3-3η和PKCε之间的相互作用,我们采用GST-pulldown、Co-IP及激光共聚焦显微镜观察免疫荧光双染色等方法,结果证实,14-3-3η可以与PKCε发生相互作用,免疫荧光染色结合线粒体示踪剂的观察结果表明,在在A/R损伤的新生大鼠原代心肌细胞,14-3-3η和PKCε都可以定位于线粒体。为进一步探讨14-3-3η对PKCε介导的心肌抗缺血再灌注损伤保护作用的影响,我们构建了14-3-3η高表达重组腺病毒ADeasy14-3-3η和PKCε高表达重组腺病毒ADeasyPKCε。新生大鼠原代心肌细胞分别感染ADeasyPKCε,共感染ADeasyPKCε和ADeasy14-3-3η,共感染ADeasyPKCε和AD14-3-3ηRNAi,感染ADeasyPKCε并经槲皮素预处理,检测A/R损伤后的细胞存活率、CPK和LDH活性、与氧化应激相关的细胞内ROS及MDA含量、抗氧化酶SOD和GSH-Px活性、分离线粒体后western blot测各组细胞PKCε在线粒体的分布,与线粒体细胞有关的线粒体膜电位、mPTP开放、与凋亡相关的caspase3活性和细胞凋亡百分率,以比较在PKCε高表达的情况下,比较14-3-3η低表达,外源性或槲皮素预处理引起的14-3-3η高表达对PKCε在线粒体的分布,及其介导的心肌保护作用的影响。结果证实槲皮素或重组腺病毒诱导的14-3-3η蛋白过表达,可促进A/R损伤的新生大鼠原代心肌细胞内PKCε从胞浆向线粒体的迁移,增强PKCε介导的抗A/R损伤保护作用,感染14-3-3ηRNAi腺病毒则反之。综上所述,我们证实20μM槲皮素72小时预处理可显著上调A/R损伤的新生SD大鼠原代心肌细胞内14-3-3η蛋白表达水平,并同时发挥保护作用。槲皮素的抗心肌缺血再灌注损伤保护作用机制涉及通过上调细胞内14-3-3η蛋白表达水平,继而促进14-3-3η与PKCε的相互作用,增加胞浆PKCε向线粒体的迁移,增强PKCε对线粒体功能的维护,包括稳定线粒体膜电位,抑制mPTP开放,最终减少细胞凋亡。本研究揭示了槲皮素抗心肌细胞A/R损伤保护作用的细胞内分子机制,对槲皮素在心血管保护方面的应用提供了新的理论基础和依据,为研究植物化学物的作用机制、开发防治心血管疾病的营养素开辟了新的思路。