心肌重塑的研究进展

心肌重塑是心脏在一些生理的或病理的刺激作用下,心肌细胞和心肌细胞外基质在细胞结构、功能、数量及遗传表型方面出现的明显的变化即心脏的大小、形状和功能的变化。心肌细胞和心肌细胞外基质从根本上参与了心肌重塑的过程。目前,对于影响心肌重塑的因素及作用机制的研究主要集中在血流动力学和神经体液方面。近年来,对于不良心肌重塑的逆转干预,包括药理干预、运动干预,一直持续不断,研究的不断深入给相关疾病的改善、治疗带了新的进展和希望。心肌重塑可能是生理性的或病理性的,生理性的重塑是心肌的适应性代偿性变化,而病理性的重塑是心肌的不适应变化,对身体产生危害性。本文主要对病理性心肌重塑的主要组成部分,影响心肌重塑的因素及相关机制,改善不良心肌重塑的有效干预做一个综述,并提出展望。     

细胞外间质-整合素在牵张刺激心肌细胞肥大中的作用

应用牵张刺激培养细胞的模型 ,观察胶原、纤维连接蛋白、层粘连素对牵张刺激心肌细胞肥大的影响 ,探讨细胞外间质 -整合素受体在超负荷心肌肥大的跨膜信号传导机制中的作用。结果发现 ,胶原、纤维连接蛋白、层粘连素明显有助于培养心肌细胞的贴壁、伸展。牵张刺激后 ,胶原、纤维连接蛋白基质组心肌细胞的 3H -亮氨酸掺入率和心肌细胞表面积均显著大于对照组 ,而层粘连素组无显著变化 ;可溶性纤维连接蛋白、RGD肽均可显著抑制牵张刺激诱导的培养心肌细胞 (胶原为粘附基质 )的3H -亮氨酸掺入率升高和心肌细胞表面积增大 ,而层粘连素无明显作用。结果表明 ,特异的细胞外间质 -整合素在超负荷心肌肥大机制中发挥了跨膜信号传导作用。     

MLP参与心肌肥大发生过程与Calcineurin/NFAT信号通路有关

心肌肥大是心肌细胞面对多种病理刺激时的共同反应,以心肌细胞体积增大和胚胎期基因的重新表达为标志.心肌发育调控基因肌肉LIM蛋白(muscle LIM protein,MLP)的表达异常与心肌肥大有关.为研究MLP参与心肌肥大发生的分子机制,采用去氧肾上腺素（phenylephrine, PE）刺激大鼠原代培养心肌细胞,建立心肌细胞肥大模型,采用RNAi技术敲减MLP的表达,分析MLP与肥大信号通路钙调神经磷酸酶（calcineurin）/活化T细胞核因子（nuclear factor of activated T-cells, NFAT）的关系.结果显示, 原代培养的心肌细胞经一定浓度的PE刺激后细胞表面积增加,肥大标志蛋白ANP、BNP表达增高,并伴有MLP表达上调. RNAi方法敲减MLP的表达则明显抑制PE诱导的心肌细胞表面积增加和BNP表达增高,并且直接 影响NFAT的转录激活活性,提示MLP与心肌肥大的发生密切相关,并且可能是通过calcineurin/NFAT信号通路而参与心肌肥大的发生.     

有氧运动与干细胞动员的心肌细胞增殖研究进展

适宜运动是防治心脏疾病的有效方式,其作用机制尚未完全阐明,安全有效的运动处方需要系统研究。运动可使正常心肌细胞发生生理性肥大与增殖以及多种细胞因子的分泌和干细胞的有效动员,促进心肌细胞增殖分化。成体心肌细胞增殖的来源包括存活的心肌细胞、心肌干/祖细胞以及外周的骨髓间充质干细胞等。干细胞的动员、趋化归巢并分化为心肌细胞是心肌损伤修复的细胞基础。本文从心肌细胞增殖潜力、心肌梗死(MI)的干细胞治疗和运动促进MI心肌细胞增殖等三个方面综述运动促进干细胞动员,诱导内源性心肌细胞再生对MI心肌修复和心功能改善的可能机制、存在问题及相关研究进展。     

心力衰竭时β肾上腺素受体亚型对心脏调节作用的变化及其临床意义

在运动或应激状况下,β肾上腺素受体(β AR)的激活可有力地增加心输出量.然而,心衰时持续的β AR激活可导致心肌肥大、心肌细胞凋亡等病理性心肌重塑过程.目前认为,心肌细胞表面存在结构、效应特异的三种β AR亚型:β1、β2及β3 AR.β1AR可激活经典的Gs-AC-cAMP-PKA信号通路;β2AR同时激活Gs-AC-cAMP-PKA及Giα-Giβγ-PI3K-Akt信号通路;而β3 AR则通过Gi-eNOS-NO-cGMP介导负性变力效应.目前研究表明:心衰时长期的β1AR激活可通过GsCa2+-CaMKⅡ通路导致心肌肥大、心肌细胞凋亡等病理性心肌重塑过程;而持续的β2AR刺激则通过Giα-Giβγ-PI3K-Akt通路产生抗心肌肥大、心肌细胞凋亡效应.对心衰时上述βAR亚型的信号转导、效应的深入认识不仅对βAR阻滞剂治疗慢性心衰提供了分子和细胞机制的依据,而且为我们带来了一些治疗慢性心衰的新思路.     

siRNA对神经肽Y诱导的大鼠心肌细胞肥大Ca2+/CaM-CaN通路的影响

采用差速贴壁法体外原代培养大鼠心肌细胞;NPY刺激培养的心肌细胞增殖;RNA干涉特异性抑制CaN的活性,阻断NPY刺激的心肌细胞中Ca2 /CaM-CaN信号转导通路;观察对CaN活性、表达水平和心肌细胞蛋白合成速率的变化.实验结果显示NPY可增加心肌细胞的CaN活性和表达,加快细胞内蛋白合成速率.RNA干涉抑制CaN活性后,明显降低NPY刺激的蛋白合成速率.CaN参与了NPY刺激的心肌细胞增殖,RNA干涉通过抑制CaN的活性可阻断N PY诱导的心肌细胞肥大Ca2 /CaM-CaN通路.     

细胞外间质-整合素在牵张刺激心肌细胞肥大中的作用

应用牵张刺激培养细胞的模型,观察原原、纤维连接蛋白、层粘连素对牵张刺激心肌细胞肥大的影响,探讨细胞外间质－融洽纱受体在超负荷心肌肥大的跨膜信号传导机制中的作用。发现,胶原、纤维连接蛋白、层粘连素明显有助于培养心肌细胞的贴壁、伸展。牵张刺激后,胶原、纤维连接蛋白基质组心肌细胞的＾３Ｈ－亮氨酸掺入率和心肌细胞表面积均显著大于对照组,而层粘连素组无显著变化;可溶性纤维连接蛋白、ＲＧＤ肽均可显著抑制牵张刺     

布比卡因致心肌细胞线粒体损伤大鼠模型的建立

目的观察电刺激下布比卡因心肌细胞线粒体形态变化及活性氧(reactive oxygen species, ROS)生成量,探讨建立理想的布比卡因中毒的大鼠心肌细胞模型。方法采用Langendroff装置新鲜分离雄性SD大鼠心肌细胞,细胞计数后将其转移至doff管中随机分为四组:DMEM静置组、DMEM电刺激组、布比卡因静置组、布比卡因电刺激组。实验重复五次。采用透射电镜观察心肌细胞线粒体形态,并使用多功能微孔板检测仪测量ROS生成量。结果 DMEM电刺激组线粒体肿胀程度及ROS生成量与DMEM静置组相比差异无显著性(P> 0.05);而布比卡因电刺激组线粒体肿胀程度明显高于布比卡因静置组(P=0.000),且ROS生成量也明显升高(P<0.05)。结论电刺激下心肌细胞呈节律性收缩,能更好地模拟临床布比卡因中毒时心肌线粒体损伤。     

蛋白激酶C对自发性高血压大鼠肥大心肌细胞无负荷收缩功能的调节

在慢性压力超负荷引起心肌肥大过程中,蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)的激活起关键性作用,激活的PKC也能调节心肌收缩性能.本文旨在研究自发性高血压大(spontaneously hypertensive rat,SHR)心肌肥大的不同阶段PKC调节心肌收缩性能的特征.采用胶原酶法分离4月龄与10月龄Wistar-Kyoto(WKY)、SHR大鼠的心肌细胞,观测单个心肌细胞无负荷缩短幅值以及在PKC激动剂与抑制剂作用下心肌收缩性能的变化.结果表明:刺激频率从1 Hz增至3 Hz,WKY大鼠心肌细胞无负荷缩短幅值逐渐增加,呈正阶梯效应;4月龄SHR大鼠心肌细胞的缩短幅值较WKY大鼠增强,但在各刺激频率下其缩短幅值基本保持不变;10月龄SHR大鼠心肌细胞的缩短幅值在1 Hz刺激条件下与WKY大鼠无差别,随刺激频率增加,缩短幅值降低,呈负阶梯效应.在PKC激动剂PMA灌流条件下,50、100与200 nmol/L的PMA分别降低WKY大鼠心肌细胞缩短幅值至(69.8±1.9)%、(58.2 2.2)%与(22.7±2.5)%(均P<0.01),呈浓度依赖关系;PMA对4月龄SHR大鼠心肌细胞缩短幅值的降低更明显,分别降至(6.1±0.7)%、(2.4±0.2)%与(12.5±2.6)%(均P<0.01);PMA降低10月龄SHR大鼠心肌细胞缩短幅值至(65.7±1.6)%、(53.9±4.0)%与(16.3±2.0)%(均P<0.01),小于对4月龄SHR大鼠心肌细胞缩短幅值的作用.PKC抑制剂staurosporine增加WKY大鼠心肌细胞缩短幅值,在200 nmol/L的staurosporine灌流条件下,WKY大鼠、4月龄SHR大鼠、10月龄SHR大鼠心肌细胞缩短幅值分别增JJH(63.63±4.53)%、(80.82±4.61)%、(80.97±4.59)%(均P<0.05).结果提示,在SHR大鼠心肌肥大初期,具有负性肌力作用的PKC异构体可能被激活,并参与对心肌收缩性能的调节;而心肌肥大稳定阶段,这些PKC活性可能恢复至正常水平.     

心肌肥厚信号通路研究进展

病理性心肌肥厚是心肌细胞受到多种因素刺激后所产生的失代偿性反应,最终可演变为心力衰竭,甚至诱发猝死。鉴于其复杂的病理过程,具体发病机制至今尚未完全阐明,但既有研究已明确有丝分裂原活化蛋白激酶信号通路、Ca~(2+)介导的信号通路、蛋白激酶信号通路、Janus激酶/信号转导子和转录激活子信号通路和MicroRNAs信号通路在调控心肌肥厚的进程中起着至关重要的作用。现就相关信号通路在心肌肥厚发生、进展及预后中所起作用的最新研究进展予以综述。