关键词:
ATF3
MIRI
凋亡
糖尿病
MAPK
摘要:
研究背景:冠心病合并糖尿病(DM)的患者再灌注治疗后,发生心肌缺血再灌注损伤(MIRI)的程度更重,其具体机制尚不明确。本研究旨在探讨转录激活因子3(activating transcription factor-3,ATF3)对糖尿病大鼠MIRI的影响,为提高冠心病合并DM患者再灌注治疗的临床获益提供新的参考。方法:(1)细胞实验:重组腺病毒载体转染H9C2细胞72 h后,给予高糖(HG)及缺氧/复氧(HR)处理,共分为6组:HG+HR组、NG+HR组、HG+sham组、NG+MN+HR组、HG+Ad-ATF3-shRNA+HR组和HG+Ad-GFP-shRNA+HR组;荧光显微镜及细胞流式技术测定腺病毒的转染效率;CCK-8实验检测细胞活性;流式细胞仪检测H92C细胞凋亡水平;qRT-PCR检测Bcl-2、Bax水平;Westernblot检测ATF3及信号通路相关蛋白表达;(2)动物实验:雄性SD大鼠以高脂饲料喂养联合40 mg/kg链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)腹腔注射,构建糖尿病大鼠模型;重组腺病毒载体转染3 d后,结扎冠状动脉左前降支30 min缺血,再灌注3 h,构建缺血再灌注损伤模型;动物实验共分为6组:NM+IR组、DM+IR组、DM+NS+sham组、DM+NS+IR组、DM+Ad-ATF3-shRNA+IR组和DM+Ad-GFP-shRNA+IR组;荧光显微镜观察腺病毒转染效率;TTC染色测定心肌梗死面积;HE、免疫组化染色评估心肌凋亡情况;全自动生化分析仪检测血清心肌酶CK、CK-MB、LDH;qRT-PCR检测Bcl-2、Bax的表达水平;Westernblot检测ATF3及信号通路相关蛋白表达。结果:细胞实验:(1)腺病毒成功转染H9C2细胞:荧光显微镜下,随腺病毒MOI值增加,绿色荧光蛋白表达增强。(2)HR及HG均可诱导H9C2细胞ATF3表达上调:与HG+Sham组相比,HR后ATF3表达量显著升高,与NG+HR组细胞相比,HG+HR组ATF3表达量升高更为明显,转染Ad-ATF3-shRNA后其表达显著下降(P<0.05)(3)ATF3下调可增加心肌细胞活性:与HG+Sham组相比,HG+HR组细胞活性显著降低;与NG+HR组相比,HG+HR组活力降低更为明显;转染Ad-ATF3-RNAshRNA后,心肌细胞细胞活性较Ad-GFP-shRNA组升高(P<0.05)。(4)ATF3下调可减轻HR诱导的凋亡反应:结果显示,与NG+HR相比,HG+HR组心肌细胞凋亡率增加,Bax的基因表达升高更为明显,Bcl-2的表达降低;与HG+Sham组相比,HG+HR组心肌细胞凋亡率增加,Bax的表达升高,而Bcl-2的表达降低;与HG+Ad-GFP-shRNA组相比,转染Ad-ATF3-shRNA后,心肌细胞凋亡水平下降,Bax的表达降低,而Bcl-2的表达升高(P<0.05)。(5)ATF3下调可激活MAPK信号通路:Western blot实验结果显示,HR诱导心肌细胞中MAPK信号通路相关蛋白ERK1/2的磷酸化水平降低;ATF3下调促进ERK1/2的磷酸化(P<0.05),而对JNK和p38的磷酸化水平无明显影响。动物实验:(1)成功建立糖尿病大鼠模型,共有90只大鼠随机血糖值>15 mmol/L;(2)腺病毒成功转染至大鼠心肌:腺病毒转染大鼠心肌后,可见明显绿色荧光表达;(3)与DM+Sham组相比,DM+IR组ATF3蛋白表达量升高,与NM+IR组相比,DM+IR组ATF3升高更明显,转染Ad-ATF3-shRNA后表达下降(P<0.05),(4)ATF3下调减轻大鼠MIRI:TTC染色结果显示,与NM+IR组相比,DM+IR组心肌梗死面积增加;与DM+Ad-GFP-shRNA+IR组相比,DM+Ad-ATF3-shRNA+IR组心肌梗死面积降低。HE染色提示,与DM+sham组相比,DM+IR组可见心肌纤维排列紊乱、细胞水肿、肌纤维断裂及大量炎性细胞浸润,DM+Ad-ATF3-shRNA+IR组损伤减轻。与DM+Sham组相比,DM+IR组LDH、CK和CK-MB升高,DM+IR组与NM+IR组相比,LDH、CK和CK-MB升高更明显,转染Ad-ATF3-shRNA后LDH、CK和CK-MB降低(P<0.05)。(5)ATF3下调减轻MIRI诱导的凋亡:TUNEL染色结果显示,与DM+Sham组相比,DM+IR组TNUEL阳性细胞比例增多,与NM+IR组相比,DM+IR组心肌细胞中TUNEL阳性细胞增多更明显。转染Ad-ATF3-shRNA后,TUNEL阳性细胞数减少(P<0.05)。(6)ATF3下调促进MIRI诱导的MAPK信号转导:与DM+Sham组相比,MIRI后