B型利鈉肽對心肌細胞線粒體動力學的作用研究.pdf

1、心肌缺血再灌注（ischemia/reperfusion，I/R）損傷是缺血心肌在恢復血流后可引起心肌超微結構、功能、代謝等各方面的進一步損害，并存在著不同程度心肌細胞凋亡的現(xiàn)象，是臨床十分常見的病理過程。導致心肌缺血再灌注損傷的機制是多方面的，氧化應激、細胞內Ca2+超載、線粒體損傷和中性粒細胞活化都參與了心肌結構與功能的改變。如何減輕再灌注造成的損傷，已成為當前心血管疾病研究領域的熱點問題。而線粒體的結構和功能改變在心肌缺血再灌注損

2、傷中起關鍵作用。線粒體是真核細胞中重要的細胞器，因其在能量代謝和細胞凋亡的關鍵作用，線粒體形態(tài)結構和功能動力學研究已成為心血管疾病研究熱點.最新研究發(fā)現(xiàn)線粒體內外膜上分布著一些通道，這些結構在細胞損傷時可能被激活并發(fā)揮一定生物學效應，甚至可以決定細胞的生死存亡。這些通道主要有線粒體通透性轉換孔（mitochondrial permeability transiTiO2，MPTP）、線粒體鈣轉運體(mitochandrial Ca2+ u

3、niporter，MCU)和線粒體ATP敏感鉀離子通道（mitochandrial ATP-sensitive potassium channel，MitoKATP）等。此外線粒體是高度動態(tài)的細胞器，線粒體的結構和形態(tài)動力學都將決定線粒體功能，甚至參與到細胞凋亡的信號通路中。有研究提示缺血再灌損傷時伴有線粒體結構和形態(tài)動力學的改變，而其中的作用機制還需進一步探討和研究。
　　 B型利鈉肽（B-type natriuretic p

4、eptide，BNP）是利鈉肽家族中一種重要的生物活性物質，具有強大的排鈉、利尿、舒張血管和抑制腎素一醛固酮系統(tǒng)激活等作用，已是心力衰竭等心臟疾病的重要生物標記物。BNP可作用于心肌細胞上分布的相應鈉肽受體，可激活鳥苷酸環(huán)化酶產生環(huán)磷酸鳥苷參與細胞信號轉導通路，產生相應的生物學效應。人工重組BNP已經美國SFDA批準可用于治療急性失代償性心力衰竭。最新研究提示BNP可通過作用于線粒體途徑來減輕心肌缺血再灌注損傷，發(fā)揮保護心肌細胞結構和功

5、能作用，并且BNP這種保護作用可能與線粒體ATP敏感鉀離子通道有關。BNP在臨床上治療心力衰竭和其他心臟疾病的研究和評價還不明確，尤其BNP對心肌缺血再灌損傷的作用機制和作用靶點研究國內外鮮有報道。
　　 為了闡明BNP參與心肌細胞中和線粒體相互的作用機制，本研究以離體培養(yǎng)的心肌細胞缺血再灌模型和心肌H9c2細胞系細胞骨架破壞模型作為實驗對象，從細胞和分子兩個水平研究BNP對線粒體的功能動力學和形態(tài)運動動力學作用機制，并對之相關

6、的信號通路進行了探討。本研究包括以下內容：
　　 首先建立離體培養(yǎng)的心肌細胞缺血再灌模型，采用了流式細胞術、激光共聚焦顯微鏡和蛋白免疫印跡等手段，實驗結果提示BNP可減輕缺血再灌損傷導致的心肌細胞凋亡，抑制線粒體膜電位的丟失和活性氧的生成，并可以抑制Bax和Smac/DIABLO凋亡蛋白的表達，減少線粒體cytochrome c的釋放，增加Bcl-2抗凋亡蛋白的表達。結果提示BNP在心肌缺血再灌過程中可能通過抑制線粒體通透性轉換

7、孔和線粒體鈣轉運體的開放，從而發(fā)揮保護心肌細胞作用，而BNP的這些作用與通過激活PI3K-Akt信號通路有關。
　　 其次建立了心肌細胞H9c2細胞骨架破壞模型，通過細胞活性檢測，細胞指數實時測定和細胞成像等研究手段和方法，證明了BNP可以保護心肌細胞的線粒體功能和形態(tài)運動動力學，可減輕細胞骨架微管破壞導致的心肌細胞凋亡，抑制線粒體膜電位的丟失和活性氧的生成，并可以抑制線粒體cytochrome c的生成和釋放，維持線粒體的空間