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背景与目的:心房颤动(Atrial Fibrillation,AF)是临床上最常见的快速性心律失常。研究表明,心房结构重构和电重构与AF的发生和维持至关重要,而心肌细胞的凋亡与二者密切相关。成纤维生长因子(Fibroblast growth factor 23,FGF23)是新发现的一种促凋亡因子,近年研究认为其与AF的发生发展相关,因此本研究从人和细胞水平探讨FGF23与AF发生的相关性及其分子机制,为AF的防治提供新的潜在的分子靶点。方法:1.取南昌大学第二附属医院心脏大血管外科行心脏瓣膜手术伴AF和不伴AF患者的右心耳组织各15例,通过TUNEL染色、免疫组织化学染色及RT-q PCR等实验检测其凋亡水平及FGF23的表达情况,并分析AF患者心房肌细胞的凋亡与FGF23的相关性。2.采用不同浓度的FGF23(0ng/ml、6.25ng/ml、12.5ng/ml、25ng/ml、50ng/ml)处理H9C2心肌细胞24小时后,通过CCK8、流式细胞术、TUNEL染色实验检测心肌细胞的的活力及凋亡水平,Western blotting实验检测心肌细胞的凋亡相关蛋白(Cleaved-caspase3、Bax、Bcl2)及mTOR通路蛋白(p-mTOR、mTOR、P62、LC3Ⅰ、LC3Ⅱ)的表达水平。3.根据实验分组(CON组、FGF23组、Rapamycin组、FGF23+Rapamycin组)用不同药物处理H9C2心肌细胞24小时后,通过流式细胞术及细胞TUNEL染色实验检测心肌细胞的凋亡水平,Western blotting实验检测心肌细胞的凋亡相关蛋白(Cleaved-caspase3、Bax、Bcl2)及mTOR通路蛋白(p-mTOR、mTOR、P62、LC3Ⅰ、LC3Ⅱ)的表达水平。结果:1.组织TUNEL染色实验结果显示:与SR组相比,AF组心肌凋亡水平显著增加(P<0.001);免疫组织化学染色实验显示:AF组心房肌组织较SR组FGF23蛋白的表达显著增加(P<0.05);RT-q PCR实验结果显示:与SR组相比,AF组心房肌组织中FGF23 mRNA的表达显著增加(P<0.001)。线性相关分析结果显示:AF患者心房肌组织FGF23mRNA(r=0.3368,P<0.05)及蛋白(r=0.4213,P<0.05)的表达均与心肌细胞的凋亡率呈正相关。2.与对照组相比,25ng/ml FGF23组心肌细胞活力显著下降(P<0.05);25ng/ml FGF23组心肌细胞的凋亡率显著升高(流式细胞术实验(P<0.01)、TUNEL染色实验(P<0.001));25ng/ml FGF23组心肌细胞Cleaved-caspase3蛋白(P<0.05)、Bax/Bcl2蛋白(P<0.01)、p-mTOR/mTOR蛋白(P<0.01)、P62蛋白(P<0.05)较对照组均显著上调,而LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白表达下调(P<0.05)。3.25ng/ml FGF23、50nmol/l Rapamycin、25ng/ml FGF23+50nmol/l Rapamycin处理心肌细胞24h,流式细胞术实验结果显示:与对照组相比,FGF23组心肌细胞的凋亡率明显增加(P<0.05),而Rapamycin组(P>0.05)及FGF23+Rapamycin组(P>0.05)心肌细胞的凋亡率无明显变化。细胞TUNEL染色实验结果显示:与对照组相比,FGF23组心肌细胞的凋亡率明显增加(P<0.01),而Rapamycin组(P>0.05)及FGF23+Rapamycin组(P>0.05)心肌细胞的凋亡率无明显差异。4.Western blotting结果显示:与对照组相比,FGF23组心肌细胞的Cleavedcaspase3蛋白水平显著升高(P<0.01),而Rapamycin组Cleaved-caspase3蛋白表达下降(P<0.05),FGF23+Rapamycin组心肌细胞Cleaved-caspase3蛋白表达无明显差异(P>0.05);与对照组相比,FGF23组(P<0.05)及FGF23+Rapamycin组(P<0.05)心肌细胞的Bax/Bcl2蛋白水平显著升高,而Rapamycin组Bax/Bcl2蛋白的表达下调(P<0.05);FGF23组心肌细胞的p-mTOR/mTOR蛋白水平明显升高(P<0.01),Rapamycin组p-mTOR/mTOR蛋白表达下调(P<0.01),FGF23+Rapamycin组p-mTOR/mTOR蛋白表达无统计学差异(P>0.05);FGF23组心肌细胞的P62蛋白水平明显升高(P<0.01),Rapamycin组(P<0.01)及FGF23+Rapamycin组(P<0.001)P62蛋白表达下降;FGF23组心肌细胞LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白表达降低(P<0.01),而Rapamycin组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白表达增加(P<0.01),FGF23+Rapamycin组LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白表达无统计学差异(P>0.05)。结论:1.AF患者心房肌组织的细胞凋亡增加,与FGF23蛋白及mRNA表达丰度呈正相关。2.FGF23促进心肌细胞的凋亡,与浓度成正比。3.FGF23通过激活mTOR通路促进心肌细胞的凋亡从而与AF的发生相关。