本文選題：心肌細(xì)胞肥大 + 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激��； 參考：《山東大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：心肌肥大是由缺血、機(jī)械牽張、激素和細(xì)胞因子等因素引起的心肌細(xì)胞代償性反應(yīng),主要表現(xiàn)為細(xì)胞體積增大、重量增加以及間質(zhì)細(xì)胞增生,其過(guò)程中必然伴隨著鈣穩(wěn)態(tài)的失衡、蛋白質(zhì)合成速率增加以及細(xì)胞凋亡。心肌肥大失代償時(shí)出現(xiàn)心力衰竭,嚴(yán)重危及人類生命。因此闡明心肌肥大的發(fā)病機(jī)制具有重要的臨床意義。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum, ER)是細(xì)胞內(nèi)重要的亞細(xì)胞器,參與蛋白質(zhì)合成、折疊、鈣的儲(chǔ)存和釋放,還參與脂類代謝、類固醇代謝的合成,對(duì)維持心肌細(xì)胞鈣離子和蛋白質(zhì)合成穩(wěn)態(tài)具有重要作用。缺血缺氧、葡萄糖/營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)匱乏、ATP耗竭、大量自由基的產(chǎn)生及Ca2+穩(wěn)態(tài)破壞等應(yīng)激刺激均可引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能障礙,觸發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(ER stress, ERS)。適度的ER應(yīng)激有利于細(xì)胞內(nèi)鈣和蛋白質(zhì)加工等穩(wěn)態(tài)的恢復(fù),增強(qiáng)細(xì)胞耐受應(yīng)激刺激的能力；持續(xù)而嚴(yán)重的ER應(yīng)激則促進(jìn)CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白同源蛋白(CCAAT/enhancer-binding protein-homologous protein,CHOP)和Caspase-12等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡通路激活,觸發(fā)ER應(yīng)激相關(guān)的凋亡信號(hào)通路,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。ER應(yīng)激感受蛋白——蛋白激酶R樣ER激酶(protein kinase R-like ER kinase, PERK)是位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的Ⅰ型跨膜蛋白激酶。正常狀態(tài)下,PERK與GRP78結(jié)合成無(wú)活性的復(fù)合物：當(dāng)發(fā)生ER應(yīng)激時(shí),GRP78與未折疊蛋白或錯(cuò)誤折疊蛋白結(jié)合,同時(shí)與PERK解離,使其寡聚化并激活,進(jìn)而磷酸化真核細(xì)胞起始因子2α (eukaryotic initiation factor2α, eIF2α),下調(diào)mRNA和蛋白的轉(zhuǎn)錄翻譯水平,減輕ER蛋白負(fù)荷。持續(xù)的激活PERK/eIF2α信號(hào)通路將上調(diào)CHOP的轉(zhuǎn)錄翻譯水平,最終引起細(xì)胞凋亡,是介導(dǎo)ER應(yīng)激整合調(diào)控反應(yīng)的重要細(xì)胞內(nèi)信號(hào)途徑之一。 既往研究證實(shí)ER應(yīng)激與心血管疾病、神經(jīng)退行性變、糖尿病和缺血/再灌注損傷等多種疾病密切相關(guān)。研究證實(shí)心肌肥大時(shí)ER應(yīng)激標(biāo)志性分子葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(glucose-regulated protein78, GRP78)、鈣網(wǎng)蛋白(calreticulin, CRT)表達(dá)明顯上調(diào),提示ER應(yīng)激參與了心肌肥大的過(guò)程。本課題組前期研究證實(shí),ER應(yīng)激誘導(dǎo)劑毒胡蘿卜素(thapsigargin, TG,抑制ER鈣泵繼而排空ER內(nèi)Ca2+)和衣霉素(tunicamycin, TM,抑制ER內(nèi)蛋白質(zhì)N-端糖基化)不僅可以誘導(dǎo)心肌細(xì)胞發(fā)生顯著的ER應(yīng)激,并直接誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大。�；撬�(Taurine, Tau)是體內(nèi)含量最豐富的含硫自由氨基酸,具有穩(wěn)定細(xì)胞膜、調(diào)節(jié)細(xì)胞Ca2+穩(wěn)態(tài)和清除氧自由基等多種生物學(xué)效應(yīng)。研究證實(shí)牛磺酸可以抑制Hcy等多種因素誘導(dǎo)的ER應(yīng)激,增強(qiáng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)折疊能力并且減少修飾異常,對(duì)心肌細(xì)胞具有保護(hù)作用。血管緊張素II (angiotensin II, Ang II)是一類可以引起劇烈縮血管效應(yīng)的活性多肽是目前最常用的誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)性心肌細(xì)胞肥大的物質(zhì)之一,其致心肌細(xì)胞肥大的機(jī)制尚未完全闡明,我們認(rèn)為PERK介導(dǎo)的ERS可能是Ang II致心肌細(xì)胞肥大的機(jī)制。 本工作在原代培養(yǎng)的乳大鼠心肌細(xì)胞Ang II誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大模型上,研究ERS應(yīng)激分子GRP78、 CRT以及PERK途徑相關(guān)分子表達(dá)的變化,進(jìn)一步研究?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激抑制劑�；撬釋�(duì)于Ang II誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大以及該過(guò)程中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的影響。主要實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果如下： 1血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大 本部分實(shí)驗(yàn)在原代乳鼠心肌細(xì)胞模型上,觀察Ang Ⅱ和ER應(yīng)激誘導(dǎo)劑對(duì)心肌細(xì)胞肥大的影響。采用不同濃度AngII (10-7mmol/L、10-6mmol/L、10-5mmol/L)作用于心肌細(xì)胞48h；同時(shí)采用不同濃度TG (10nmol/L、50nmol/L、100nmol/L)作用于心肌細(xì)胞48h；另外采用不同濃度TM (1ng/ml、10ng/ml、100ng/ml)作用于心肌細(xì)胞72h。采用RT-PCR技術(shù)觀察心肌細(xì)胞肥大標(biāo)志性基因心房鈉尿肽(atrial natriuretic peptide, ANP)和腦鈉肽(brain natriuretic peptide, BNP) mRNA表達(dá),[3H]-亮氨酸([3H]-Leucine)摻入技術(shù)測(cè)定心肌細(xì)胞蛋白質(zhì)合成速率,分析心肌細(xì)胞表面積變化,同時(shí)分析細(xì)胞凋亡率變化。 結(jié)果發(fā)現(xiàn),10-7mmol/L Ang II組、50nM TG組和10ng/ml TM組誘導(dǎo)ANP和BNP mRNA表達(dá)顯著上調(diào),蛋白質(zhì)合成速率和細(xì)胞表面積明顯增加,并且心肌細(xì)胞凋亡率較低。上述結(jié)果提示Ang II和ER應(yīng)激誘導(dǎo)劑可以誘導(dǎo)原代乳鼠心肌細(xì)胞發(fā)生顯著肥大。 2血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大過(guò)程中ERS相關(guān)分子表達(dá)變化 CRT、 GRP78是ER應(yīng)激的標(biāo)志性分子,而PERK/eIF2a信號(hào)途徑是ER應(yīng)激的重要信號(hào)通路之一。本部分實(shí)驗(yàn)在原代乳鼠心肌細(xì)胞肥大模型上,通過(guò)檢測(cè)AngII和ER應(yīng)激誘導(dǎo)劑對(duì)心肌細(xì)胞ER應(yīng)激相關(guān)分子表達(dá)的影響,探討PERK介導(dǎo)的ERS在Ang II誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞肥大過(guò)程中的作用。采用10-7mmol/LAngII作用于心肌細(xì)胞48h、50nMTG作用于心肌細(xì)胞48h以及10ng/ml TM作用于心肌細(xì)胞72h。分別采用RT-PCR和qPCR技術(shù)檢測(cè)ER應(yīng)激相關(guān)分子CRT、GRP78、 PERK、 eIF2α和CHOP mRNA表達(dá),Western blot技術(shù)檢測(cè)CRT、 GRP78、 PERK、 eIF2a和CHOP蛋白水平改變。 結(jié)果發(fā)現(xiàn),AngII組、TG組和TM組CRT、 GRP78、 PERK、 eIF2α和CHOP mRNA和蛋白水平表達(dá)明顯增加,提示AngII和ER應(yīng)激誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)心肌細(xì)胞發(fā)生明顯ER應(yīng)激,并且PERK/eIF2a信號(hào)途徑參與了心肌細(xì)胞的肥大過(guò)程。證實(shí)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大的重要機(jī)制之一。 3�；撬嵬ㄟ^(guò)抑制ERS減輕血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大 上述研究結(jié)果表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大的重要機(jī)制之一,既往研究表明�；撬�(Taurine, Tau)可以對(duì)心肌缺血、心力衰竭、心肌缺血再灌注損傷及心律失常起保護(hù)作用。本部分實(shí)驗(yàn)在原代乳鼠肥大心肌細(xì)胞肥大模型上,研究�；撬釋�(duì)AngII誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大過(guò)程中ERS分子的變化及其與心肌細(xì)胞肥大的關(guān)系。在AngII、 TG、 TM誘導(dǎo)的肥大心肌細(xì)胞模型組中分別加入40mM Tau作為�；撬岜Ｗo(hù)組。采用RT-PCR技術(shù)檢測(cè)ANP和BNP mRNA表達(dá),[3H]-亮氨酸摻入技術(shù)測(cè)定心肌細(xì)胞蛋白質(zhì)合成速率,同時(shí)分析心肌細(xì)胞表面積變化。采用RT-PCR和qPCR技術(shù)檢測(cè)ER應(yīng)激相關(guān)分子CRT、 GRP78、 PERK、 eIF2a和CHOP mRNA表達(dá),Western blot技術(shù)檢測(cè)CRT、 GRP78、 PERK、 eIF2α和CHOP蛋白水平改變。 結(jié)果顯示,�；撬釡p輕AngII、TG和TM引起的心肌細(xì)胞ANP和BNP mRNA表達(dá)上調(diào)、蛋白質(zhì)合成速率和細(xì)胞表面積的增加。�；撬徇�下調(diào)AngII、TG和TM引起的心肌細(xì)胞ER應(yīng)激分子(?)nRNA和蛋白水平表達(dá)。提示�；撬嵬ㄟ^(guò)抑制ER應(yīng)激,減輕血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下：ER應(yīng)激是Ang II致心肌細(xì)胞肥大的機(jī)制之一。牛磺酸通過(guò)抑制ER應(yīng)激,減輕血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大。
[Abstract]:Cardiac hypertrophy is caused by ischemia , mechanical stretch , hormone and cytokines . It is mainly characterized by the increase of cell volume , the increase of weight and the proliferation of interstitial cells .

The endoplasmic reticulum ( ER ) is an important suborganelle in the cell , and is involved in protein synthesis , folding , calcium storage and release , and is also involved in the synthesis of lipid metabolism and steroid metabolism . It plays an important role in maintaining the steady state of calcium ion and protein synthesis of myocardial cells . Appropriate ER stress is beneficial to the steady state recovery of intracellular calcium and protein processing , and enhances the ability of cells to resist stress stimulation ;
When ER stress occurs , the protein kinase R - like ER kinase ( PERK ) is bound to the protein kinase R - like ER kinase ( PERK ) . The ER stress - receptive protein _ protein kinase R - like ER kinase ( PERK ) is a type 鈪，

本文編號(hào)：2048622