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钙敏感受体(CaSR)属G蛋白偶联受体,在维持机体钙离子和其它离子稳态中起重要作用,同时也参与调节细胞分化、增殖、凋亡、基因表达和激素分泌等。CaSR在甲状旁腺等组织的功能已有大量研究,但其在心血管系统的生理功能和病理意义仍不甚清楚。
目的:观察大鼠在体心肌缺血再灌注损伤时CaSR的表达变化及与心肌损伤关系;CaSR在缺氧/复氧诱导新生鼠心肌细胞凋亡中的作用及信号传导途径。
方法:(1)采用冠状动脉结扎和松结的方法,复制大鼠在体心肌缺血/再灌注损伤模型,记录心功能;测定血清LDH、SOD活性和MDA、NO含量,HE染色和透射电镜观察心肌结构变化;应用RT-PCR、Western blot技术分别测定假手术组、缺血/再灌注1h、2h、4h、6h时心肌组织中CaSR mRNA的转录和蛋白表达变化。 (2)原代培养乳鼠的心肌细胞,采用95%N<,2>+5%CO<,2>、37℃条件下模拟缺血培养液培养2小时后,更换为正常DMEM培养液常规培养24小时的方法建立新生大鼠心肌细胞缺氧/复氧模型。利用MTT比色法、TUNEL染色和流式细胞仪检测心肌细胞存活率和凋亡率;电镜观察细胞超微结构变化;激光扫描共聚焦显微镜测定心肌细胞内钙离子([Ca<2+>]<,i>)的变化; Western blot、免疫荧光、RT—PCR和原位杂交等方法观察心肌细胞Fas/FasL,caspase-3,-9和Bcl-2 mRNA的转录和蛋白的表达;采用Western blot方法分析细胞色素c(Cytc)的释放,CaSR和ERK1/2蛋白的表达。
结果:(1)大鼠在体心肌缺血/再灌注损伤时,心功能及SOD活性随再灌注时间延长而减低,LDH活性和MDA、NO含量在再灌注2h时最高;心肌超微结构损伤在再灌注1h、2h较重,随再灌注时间延长而减轻;大鼠心肌缺血/再灌注1h、2h心肌组织CaSR的mRNA和蛋白质表达升高,再灌注4h、6h后降低。 (2)模拟缺氧/复氧后心肌细胞凋亡增加,心肌细胞超微结构明显损伤;CaSR激动剂GdCl<,3>进一步增加了心肌细胞凋亡,加重了心肌细胞超微结构损伤:使[Ca<2+>]<,i>进一步升高,NiCl<,2>和CdCl<,2>对GdCl<,3>引起的[Ca<2+>]<,i>增高无影响,而U73122和TG则抑制了GdCl<,3>引起的[Ca<2+>]<,i>增高;GdCl<,3>使caspase-3,-9,Fas/FasL mRNA转录和蛋白的表达及Cytc的释放进一步增加,Bcl-2 mRNA的转录和蛋白的表达则进一步下降,同时CaSR和磷酸化ERK1/2表达上调。
结论:(1)在体大鼠心肌缺血/再灌注损伤模型中,CaSR mRNA和蛋白质的表达在再灌注早期升高,晚期降低;且CaSR mRNA和蛋白质的表达多时,心肌损伤明显。(2)模拟缺氧/复氧乳鼠心肌细胞模型中,CaSR可通过PLC-IP<,3>通路介导细胞内钙超载;可通过线粒体途径和细胞表面死亡受体途径介导心肌细胞凋亡;同时启动MAPK通路使p-ERK1/2蛋白表达上调,抑制凋亡,但其促凋亡作用占主导。