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研究背景和目的:
近年来,缺血性心脏病发病率逐年上升,全世界发病率为2%。心肌梗死(myocardial infarction,MI)是目前严重危害人类健康的疾病之一,而慢性心功能衰竭(chronic heart failure,CHF)是MI致死的主要因为之一。分子搭桥术(molecular bypass,又名治疗性血管新生therapeutic angiogensis)为病损心脏的细胞及血管重建和衰竭细胞的功能恢复提供了一种全新的治疗策略。设想通过分子搭桥术治疗缺血性心脏病,即通过一些方法的刺激包括某些药物的治疗作用增加功能性的冠状动脉分支或侧支,达到恢复缺血心肌血供,改善患者症状和预后的目的。近十年的研究结果证实,分子搭桥能帮助机体建立有效的侧支循环,从根本上缓解心肌缺血症状,改善病情,从而分子搭桥已经成为目前世界心血管医学领域的热点课题。因此,深入研究分子搭桥的内在机制以及开发有效的促进分子搭桥药物,必将极大的提高缺血性心脏患者的生活质量和延长寿命。本导师组近年来一直致力于巴戟天糖链(Morinda officinalisoligosaccharides,MOO)保护心脏作用的研究,前期的研究初步证实:MOO具有明显促进成肌细胞的增殖和分化的作用,提高分子搭桥过程中血管内皮细胞生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(bFGF)等各种生长因子的表达,而对其下游瞬时受体电位蛋白C(TRPC)及其信号传导的影响尚属空白。因此,本课题在前期工作的基础上采用基因芯片及Western-blot技术,从基因及蛋白表达层面观察MOO在促分子搭桥过程中对TRPC6通道蛋白信号转导的影响,采用流式细胞仪(FCM)检测实验各组细胞增殖情况,并探讨MOO的药理作用机制。
材料与方法:
1 ECV304细胞的培养
ECV304细胞50ml培养瓶培养,加入含10%胎牛血清的DMEM高糖培养基,在37℃,5%CO2,饱和湿度培养箱中培养1~2d,细胞逐渐长成单层融合状。倒置显微镜下观察细胞核圆,核膜清晰,细胞呈梭形多边状,表现为典型铺路石样。当培养瓶长满80%左右即可用胰蛋白酶消化传代或冻存。
2细胞模型的制作与确定
选取复苏后第3~8代生长状念良好的细胞。建立四组模型:①缺氧1h复氧1h;②缺氧1h复氧2h;③缺氧2h复氧1h;④缺氧2h复氧2h。通过形念学观察和统计学分析最终确定模型制作的条件为缺氧1h,复氧2h。
3实验分组
本实验分为六组:
①正常细胞组
②缺氧复氧损伤模型组
③缺氧复氧损伤模型+阳性对照药麝香保心丸组(2g/L)
④缺氧复氧损伤模型+小剂量MOO组(50mg/L)
⑤缺氧复氧损伤模型+中剂量MOO组(150mg/L)
⑥缺氧复氧损伤模型+大剂量MOO组(450mg/L)
4观察指标
正常培养ECV304细胞3~8代,制作缺氧复氧损伤模型,给予不同剂量MOO干预24h~48h,用倒置显微镜观察其生长状态后,①FCM检测各剂量组细胞增殖情况;②基因芯片检测各组血管生成基因mRNA表达情况;③提取蛋白用蛋白印记法测量各药物组TRPC6表达情况。
5统计学处理
结果:用SPSS17.0软件行统计学分析。计量资料数据用均数±标准差((x)±s)表示。检验结果均取α=0.05作为检验水准。组间比较采用单因素方差分析,当差异有显著意义时进一步用q检验进行两两比较。
结果:
1损伤24h后,镜下可见模型组细胞收缩变圆,细胞形态不规则,间隙明显变大,并有部分脱落。阳性药物组及MOO各剂量组均可促进细胞增殖,其作用随剂量增加而增强。
2 FCM检测结果显示MOO可提高G2期+S期细胞比例,促进细胞增殖,并呈剂量依赖性。
3基因芯片结果显示:MOO可显著上调多种促血管生成基因mRNA的表达及TRPC6信号通路中多种相关基因mRNA的表达,下调多种抑制血管生成基因mRNA的表达。
4 Western-blot显示MOO可提高细胞内TRPC6蛋白的表达,并呈剂量依赖性。
结论:
1 MOO可保护ECV304细胞的缺氧复氧损伤,提高缺氧复氧损伤后内皮细胞G2+S期细胞比例,促进细胞增殖。
2 MOO可显著上调TRPC6信号通路中多种促血管生成基因mRNA的表达,从而促进细胞增殖,血管新生。
3 MOO促进分子搭桥的作用机制与其促进TRPC通道信号转导,提高TRPC6蛋白表达有关。