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.     

甲状腺素对大鼠心脏细胞蛋白激酶C信号途径的影响

目的 :探讨甲状腺素对新生大鼠心脏细胞中蛋白激酶C(proteinkinaseC ,PKC)信号途径的影响。 方法 :培养新生大鼠心肌细胞及成纤维细胞 ,用 1%血清培养基或血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ ,AngⅡ)处理细胞 2 4h后 ,加入甲状腺素(三碘甲状腺素原氨酸 ,triiodothyronine,T3 )继续培养 4 8h后 ,用PKC活性检测试剂盒检测细胞中PKC活性 ,用West ernblot的方法检测细胞中PKCα及PKCε的表达。结果 :在 1%血清培养基中 ,T3 能明显抑制心肌细胞中PKC活性 ,使心肌细胞中PKCε表达下降 ,对PKCα的表达却没有显著的影响 ;在心肌成纤维细胞中 ,无论是PKC活性还是PKCα及PKCε的表达均未观察到T3 的调控作用。预先用AngⅡ处理 2 4h后 ,心肌细胞及心肌成纤维细胞中PKC活性明显增加 ,PKCε的表达显著增加 ,随后用T3 处理后 ,心肌细胞中PKC活性及PKCε的表达明显降低 ;而心肌成纤维细胞中PKC活性没有发生显著性的变化。结论 :甲状腺素能明显抑制心肌细胞中PKC活性及PKCε亚型的表达 ,其对心肌细胞中PKC信号途径的调控作用可能在心肌的多种病理生理过程中起着重要的作用。     

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.     

肌细胞增强因子2在心力衰竭过程中的作用

心脏在长期过量负荷及神经体液系统过度激活的影响下,可发生以心肌细胞肥大、心肌纤维排列紊乱、心肌间质细胞增生及胚胎基因再表达增加为主的病理改变,从而引起心脏泵功能减退、心室扩张、心室肥厚和纤维化,最终导致心力衰竭.肌细胞增强因子2(myocyte enhancerfactor 2,MEF2)是一种特定的转录因子,其主要功能是促进肌细胞分化过程中的基因转录,在骨骼肌、心肌、平滑肌的发育过程中起介导细胞分化的作用.近年来的研究发现,在心力衰竭过程中.MEF2提供了心室重构信号转导过程中的作用靶点,可能参与了心室肥厚与心力衰竭的过程.     

转化生长因子β1对大鼠心肌细胞肥大的影响

目的：研究转化生长因子β1（TGF-β1）及其下游Smad3信号蛋白在大鼠心肌细胞肥大中的作用。方法：TGF-β1干预培养新生大鼠心肌细胞,流式细胞仪检测心肌细胞总蛋白含量。结扎大鼠腹主动脉复制心肌肥厚模型,在不同时间点处死动物,检测左室质量指数（LVM1）,RT—PCR检测TGF-β1及Smad3的mRNA表达,Westernblot检测Smad3蛋白的表达。结果：不同剂量TGF-β1均能明显增加体外培养的心肌细胞总蛋白含量,TGF-β1（3ng／ml）还增加心肌细胞Smad3 mRNA和蛋白的表达,其表达量1h达高峰,持续至TGF-β1刺激后8h。大鼠腹主动脉结扎术后3d LVMI开始上升并持续至术后28d,心肌组织中TGF-β1、Smad3的mRNA表达水平以及Smad3蛋白表达术后3d也开始上升持续至术后28d,术后14d为表达高峰（P〈0．01）。结论：TGF-β1能诱导大鼠心肌细胞肥大,其信号蛋白Smad3参与了大鼠心肌肥大的病理过程。     

活性氧介导内皮素-1诱导的培养新生大鼠心肌细胞肥大

实验在原代培养的新生大鼠心肌细胞中进行,检测内皮素-1(endothelin-1,ET-1)及其他药物对心肌细胞活性氧(reactiveoxygen species,ROS)产生和心肌细胞肥大的作用,以探讨ROS在ET-1诱导的心肌细胞肥大信号通路中的作用及ROS与蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)活化的关系。细胞内ROS水平用ROS敏感的荧光探针2,7-dichlorofluorescin dictate(DCF-DA)反映,心肌细胞肥大通过细胞内RNA含量、细胞内蛋白质含量、细胞表面积大小来确定。实验结果如下:单独使用ET-1后,心肌细胞内反应ROS含量的DCF-DA荧光值比对照组增加77%,反应心肌肥大的PI荧光值、细胞内蛋白质含量、细胞表面积也分别比对照组增加128%、87%和151%。ET-1合用内皮素受体A亚型(ET_A)受体拮抗剂ABT-627、PKC抑制剂CC或过氧化氢酶后,DCF-DA的增加分别减弱62%、60%和51%,同时心肌细胞肥大也被抑制,单独使用PKC激动剂佛波醇脂(PMA)也能使DCF-DA的产生比对照组增加74%。因此,在ET-1诱导心肌细胞肥大的过程中,ET-1能够使心肌细胞产生ROS和诱导ROS依赖的心肌细胞肥大,这一作用依赖于ET_A受体的激活和PKC的活化,·ROS在ET-1诱导心肌细胞肥大中起信号传递的作用。     

心脏中不同β肾上腺素受体亚型的信号体系及其病理生理意义

生理情况下,β肾上腺素受体(βAR)对心肌收缩和舒张活动起至关重要的作用;病理情况下,长期激动βAR可以诱发心肌细胞肥大、凋亡以及细胞坏死等心肌重塑性活动,从而参与了慢性心衰的发病过程。近十年以来,许多资料表明β1和β2肾上腺素受体亚型(β1AR和β2AR)共存于心脏中,且激动不同信号系统。短时间激动β1AR,使Gs蛋白-腺苷酸环化酶-环苷腺酸-蛋白激酶A(Gs-adenyly cyclase-cAMP-PKA)信号体系激活并广布于细胞内,而激动βAR则同时激活G1蛋白而产生空间及功能局限的cAMP信号;长时间激动β1AR和β2AR则对心肌细胞的命运产生不同影响：β1AR诱导细胞肥大和凋亡,β2AR促使细胞存活。β2AR的心肌保护作用是通过激活Gi蛋白-Gβγ-PI3K-Akt途径介导。但出乎意料,β1AR的心肌肥厚和凋亡效应并不依赖于经典的cAMP/PKA信号途径,而是激活钙,钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(caMK Ⅱ)途径。用心肌特异性表达βAR亚型的转基因小鼠进行实验,进一步证实不同βAR亚型在调节心肌重塑和功能方面作用各异。βAR亚型作用不同的新观点不仅为β阻滞剂治疗慢性心衰提供了分子和细胞机制的依据,而且提出了选择性β1AR阻滞和β2AR激动联合治疗慢性心衰的新的治疗思路。     

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。     

内质网应激与心肌肥大

肌浆网是调控心肌细胞钙稳态、蛋白质合成和细胞凋亡的重要亚细胞器。内质网应激是指内质网理化环境改变和过负荷等因素导致未折叠/误折叠蛋白在内质网聚集和钙稳态失衡等内质网功能紊乱状态。适度的内质网应激有利于心肌细胞代偿,持续而严重的内质网应激则触发内质网应激相关细胞凋亡,造成肥大心肌由代偿转向衰竭,是影响心肌肥大发生、发展的重要因素。本文综述了内质网应激反应在心肌肥大发生、发展中的作用。     

吡格列酮抑制大鼠心肌肥厚的实验研究

目的: 以体外实验和体内实验探讨噻唑烷二酮(Thiazolidinedione,TZD)类药物吡格列酮对大鼠心肌肥厚的影响.方法: 体外原代培养新生大鼠的心肌细胞,以血管紧张素Ⅱ刺激建立心肌肥大模型,分别给予不同浓度的吡格列酮处理.采用RT-PCR法检测心肌肥大特征性基因心钠素(ANP)和脑钠素(BNP)mRNA的表达,并以3H-亮氨酸掺入测定心肌细胞蛋白合成速率.体内实验中通过不完全结扎大鼠腹主动脉引起压力负荷增加,导致左心室肥厚.从术前1周起用灌胃器经口给予吡格列酮(20 mg*kg-1*day-1)直至术后4周.处死动物,计算心脏重/体重比值,测量左心室壁厚度和心肌细胞的平均直径,RT-PCR法测定心肌细胞中BNP及炎性细胞因子的mRNA表达.结果: 心肌细胞肥大模型出现后,心肌细胞的ANP和BNP mRNA的表达以及蛋白合成速率增加.经不同浓度的吡格列酮处理后,这些变化得以减轻,并呈一定的剂量依赖性.吡格列酮抑制左心室心肌白细胞介素-1β,心调理素-1的mRNA表达,同时减轻压力负荷升高引起的大鼠心脏重/体重比值、左心室壁厚度和心肌细胞平均直径的增加.结论: 吡格列酮在体外和体内实验研究中显示对大鼠心肌肥厚有保护作用,可能对防治以心肌肥厚为特征的心血管疾病有一定的应用前景.