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目的:心肌肥厚的病理变化包括心肌细胞肥大、心肌间质细胞增殖以及心脏细胞外基质改建等多方面的改变,是许多心血管疾病发生发展过程中共有的病理过程。心肌肥厚是心肌对心肌损伤及心脏超负荷的一种反应,反映了体内生长促进因子(血管紧张素Ⅱ、细胞因子、生长因子、去甲肾上腺素、甲状腺素等)和生长抑制因子(心钠素、缓激肽、前列腺素及NO等)之间效应的失衡。前者直接调节和促进心肌细胞生长,后者则可扩张血管、减轻心脏负荷、增加胶元降解、对抗AngⅡ等。血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)是肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)中最主要的活性物质,具有众多的生物学活性,与心肌肥厚的形成密切相关。国内外学者为进一步了解Ang Ⅱ对心肌肥厚的作用机制,已深入到各种信号传导通路的研究。但具体信号传导途径还不清楚,有待我们继续探索。其中Ang Ⅱ可通过Gq蛋白/蛋白激酶C(PKC)途径激活PKC,PKC发生膜转位而被激活,发挥生物效应,诱导心肌细胞肥大。
本研究通过体外原代培养SD大鼠的乳鼠(1-3d)心肌细胞,观察Ang Ⅱ对心肌细胞体积,总蛋白含量表达,细胞搏动频率及蛋白激酶C(PKC)亚型ε和α表达及转位的影响。探讨AngⅡ在心肌细胞肥大中的作用及两种PKC亚型在心肌肥厚中的可能作用。为蛋白激酶C抑制剂在分子靶水平特异性治疗心肌肥厚提供理论依据。
方法:原代培养SD大鼠(1-3d)心肌细胞运用差速贴壁分离法提纯。细胞分实验组(加AngⅡ 10-6mol/L)和对照组(不加Ang Ⅱ)。视频观察心肌细胞搏动,糖原染色法鉴定心肌细胞。Bradford蛋白测定法测定心肌细胞蛋白含量变化。Image plus4.0版专业图像处理软件测定心肌细胞表面积,心肌细胞搏动率变化。间接免疫荧光法观察PKC亚型ε和α在细胞内的分布和定位,Image plus 4.0版专业图像处理软件对荧光强度进行半定量统计。
结果:
1.差速贴壁120分钟后分离提纯的心肌细胞,观察可见:心肌细胞生出伪足,贴壁生长,具有自律性,规律搏动,HE染色下细胞形态显示似成纤维细胞,胞浆丰富,有2-3个细胞核。糖原染色心肌细胞胞浆内可见大量红色糖原颗粒。
2.心肌细胞蛋白含量测定,实验组蛋白含量显著高于对照组(P<0.001),且呈浓度依赖性,Ang Ⅱ浓度越高,心肌细胞蛋白含量越高。
3.实验组心肌细胞表面积较对照组增大
4.随时间变化心肌细胞搏动频率逐渐减慢,且实验组心肌细胞搏动频率较对照组慢,搏动强度弱。
5.荧光显微镜下观察实验组和对照组PKCε和α的表达和转位比较:实验组PKCε在膜、胞浆和核-细胞骨架三个部分强度明显增强,尤以膜,核-细胞骨架为甚;实验组PKC α在膜、胞浆和核-细胞骨架三个部分强度都明显增加,以核-细胞骨架为甚,且PKCε和α荧光强度半定量比较实验组均显著高于对照组(P<0.001)。
结论:
1.原代心肌细胞体外培养仍保持心肌细胞功能和形态。
2.Ang Ⅱ促进心肌细胞蛋白分解,蛋白含量与Ang Ⅱ的浓度成正比;
3.AngⅡ可促进心肌细胞表面积增大,心肌细胞体积增大引起心肌细胞肥大,从而导致心肌肥厚。
4.Ang Ⅱ使心肌细胞的搏动减弱,使心肌收缩效率减低。
5.Ang Ⅱ对PKC亚型ε和α在心肌细胞的表达和转位有显著影响;