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目的:钙调神经磷酸酶(CaN)是目前所知的唯一依赖于Ca2+/钙调素的磷蛋白磷酸酶,我们研究显示其介导慢性缺氧致右心室肥大,有研究认为其有抑制凋亡的作用,但其对凋亡的影响仍有争议。本研究以慢性缺氧性幼年大鼠为研究对象,研究CaN介导慢性缺氧致右心窒心肌凋亡作用机制。
方法:1.建立大鼠慢性持续缺氧的动物模型。
2.30只大鼠按照随机区组设计分为3个组:环孢菌素(CsA:CaN抑制剂)
(10mg.kg-1.d-1,腹腔注射)处理组,慢性缺氧组,正常对照组。处理组和慢性缺氧组分别暴露于正常气压下行慢性持续缺氧(9.5%-10.5%O2,21天)。
3.于21天后检测下列指标:右心室重量与左心室、室间隔重量的和之比[RV/(LV+IVS)],右心室重量与体重之比(RV/BW),右心室心肌组织石蜡切片HE染色,Hoechst33258荧光染色,TUNEL法观察凋亡细胞,检测凋亡指数AI(apoptosisindex),半定量RT-PCR法测钙调神经磷酸酶Aβ(CnAβ)mRNA表达水平,心脏肌球蛋白β重链(β-MHC)mRNA表达水平,凋亡蛋白Bcl-2、BadmRNA表达水平以及Western-blot法测CnAβ、活化T细胞的核因子3(NFAT3)、β-MHC、凋亡蛋白Bcl-2和Bad的蛋白表达。
4.统计学方法:随机区组设计的方差分析,P<0.05为有统计学意义。
结果:1.各组大鼠右心室肥厚程度的改变和右心室心肌凋亡指数变化
缺氧21天后,RV/(LV+IVS)、RV/BW、右心室β-MHCmRNA表达和蛋白水平在慢性缺氧组大鼠均明显高于正常组(P,respectively<0.01),而CsA处理组均明显低于慢性缺氧组(P,respectively<0.01),且与正常组之间差别均无统计学意义(P,respectively>0.05)。缺氧21天后,CsA处理组大鼠凋亡指数AI均明显高于慢性缺氧组(P,respectively<0.01),且慢性缺氧组AI均明显高于正常组(P,respectively<0.01)。
2.各组大鼠右心室心肌CnAβ、NFAT3表达的变化
缺氧21天后,,慢性缺氧组大鼠右心室CnAβmRNA和蛋白表达、NFAT3蛋白表达均明显高于正常对照组(P,respectively<0.01),而CsA处理组均明显低于慢性缺氧组(P,respectively<0.01),且与正常组之间差别均无统计学意义(P,respectively>0.05)。
3.各组大鼠右心室心肌Bcl-2、BadmRNA和蛋白水平变化
CsA处理组凋亡蛋白Bcl-2mRNA表达和蛋白水平均明显低于慢性缺氧组(P,respectively<0.01),且慢性缺氧组凋亡蛋白Bcl-2mRNA表达和蛋白水平均也明显低于正常组(P,respectively<0.05)。CsA处理组、慢性缺氧组与正常对照组各组大鼠右心室BadmRNA表达和蛋白表达的改变比较无统计学意义(P>0.05)。
4.各组大鼠右心室组织Bcl-2/Bad比值的改变
CsA处理组大鼠右心室Bcl-2/Bad比值明显低于慢性缺氧组(P<0.05),慢性缺氧组大鼠右心室Bcl-2/Bad比值明显低于正常对照组(P<0.05)。
结论:1.缺氧可引起右心室心肌肥厚同时也存在右心室心肌凋亡。
2.CaN介导慢性缺氧致右心室肥大,右心室心肌凋亡的发病过程,促进慢性缺氧右心室心肌肥大,抑制其凋亡,为临床抑制心肌重构提供了更多的理论依据。
3.CaN/NFAT3/Bcl-2信号通路介导抑制慢性缺氧致右心室心肌凋亡。