本文選題：心肌細胞肥大 + 內質網應激��； 參考：《山東大學》2012年碩士論文

【摘要】：心肌肥大是由缺血、機械牽張、激素和細胞因子等因素引起的心肌細胞代償性反應,主要表現為細胞體積增大、重量增加以及間質細胞增生,其過程中必然伴隨著鈣穩(wěn)態(tài)的失衡、蛋白質合成速率增加以及細胞凋亡。心肌肥大失代償時出現心力衰竭,嚴重危及人類生命。因此闡明心肌肥大的發(fā)病機制具有重要的臨床意義。 內質網(endoplasmic reticulum, ER)是細胞內重要的亞細胞器,參與蛋白質合成、折疊、鈣的儲存和釋放,還參與脂類代謝、類固醇代謝的合成,對維持心肌細胞鈣離子和蛋白質合成穩(wěn)態(tài)具有重要作用。缺血缺氧、葡萄糖/營養(yǎng)物質匱乏、ATP耗竭、大量自由基的產生及Ca2+穩(wěn)態(tài)破壞等應激刺激均可引起內質網功能障礙,觸發(fā)內質網應激(ER stress, ERS)。適度的ER應激有利于細胞內鈣和蛋白質加工等穩(wěn)態(tài)的恢復,增強細胞耐受應激刺激的能力；持續(xù)而嚴重的ER應激則促進CCAAT/增強子結合蛋白同源蛋白(CCAAT/enhancer-binding protein-homologous protein,CHOP)和Caspase-12等內質網凋亡通路激活,觸發(fā)ER應激相關的凋亡信號通路,導致細胞凋亡。ER應激感受蛋白——蛋白激酶R樣ER激酶(protein kinase R-like ER kinase, PERK)是位于內質網膜上的Ⅰ型跨膜蛋白激酶。正常狀態(tài)下,PERK與GRP78結合成無活性的復合物：當發(fā)生ER應激時,GRP78與未折疊蛋白或錯誤折疊蛋白結合,同時與PERK解離,使其寡聚化并激活,進而磷酸化真核細胞起始因子2α (eukaryotic initiation factor2α, eIF2α),下調mRNA和蛋白的轉錄翻譯水平,減輕ER蛋白負荷。持續(xù)的激活PERK/eIF2α信號通路將上調CHOP的轉錄翻譯水平,最終引起細胞凋亡,是介導ER應激整合調控反應的重要細胞內信號途徑之一。 既往研究證實ER應激與心血管疾病、神經退行性變、糖尿病和缺血/再灌注損傷等多種疾病密切相關。研究證實心肌肥大時ER應激標志性分子葡萄糖調節(jié)蛋白78(glucose-regulated protein78, GRP78)、鈣網蛋白(calreticulin, CRT)表達明顯上調,提示ER應激參與了心肌肥大的過程。本課題組前期研究證實,ER應激誘導劑毒胡蘿卜素(thapsigargin, TG,抑制ER鈣泵繼而排空ER內Ca2+)和衣霉素(tunicamycin, TM,抑制ER內蛋白質N-端糖基化)不僅可以誘導心肌細胞發(fā)生顯著的ER應激,并直接誘導心肌細胞肥大。�；撬�(Taurine, Tau)是體內含量最豐富的含硫自由氨基酸,具有穩(wěn)定細胞膜、調節(jié)細胞Ca2+穩(wěn)態(tài)和清除氧自由基等多種生物學效應。研究證實�；撬峥梢砸种艸cy等多種因素誘導的ER應激,增強內質網的蛋白質折疊能力并且減少修飾異常,對心肌細胞具有保護作用。血管緊張素II (angiotensin II, Ang II)是一類可以引起劇烈縮血管效應的活性多肽是目前最常用的誘導實驗性心肌細胞肥大的物質之一,其致心肌細胞肥大的機制尚未完全闡明,我們認為PERK介導的ERS可能是Ang II致心肌細胞肥大的機制。 本工作在原代培養(yǎng)的乳大鼠心肌細胞Ang II誘導心肌細胞肥大模型上,研究ERS應激分子GRP78、 CRT以及PERK途徑相關分子表達的變化,進一步研究內質網應激抑制劑牛磺酸對于Ang II誘導心肌細胞肥大以及該過程中內質網應激的影響。主要實驗方法和結果如下： 1血管緊張素Ⅱ誘導心肌細胞肥大 本部分實驗在原代乳鼠心肌細胞模型上,觀察Ang Ⅱ和ER應激誘導劑對心肌細胞肥大的影響。采用不同濃度AngII (10-7mmol/L、10-6mmol/L、10-5mmol/L)作用于心肌細胞48h；同時采用不同濃度TG (10nmol/L、50nmol/L、100nmol/L)作用于心肌細胞48h；另外采用不同濃度TM (1ng/ml、10ng/ml、100ng/ml)作用于心肌細胞72h。采用RT-PCR技術觀察心肌細胞肥大標志性基因心房鈉尿肽(atrial natriuretic peptide, ANP)和腦鈉肽(brain natriuretic peptide, BNP) mRNA表達,[3H]-亮氨酸([3H]-Leucine)摻入技術測定心肌細胞蛋白質合成速率,分析心肌細胞表面積變化,同時分析細胞凋亡率變化。 結果發(fā)現,10-7mmol/L Ang II組、50nM TG組和10ng/ml TM組誘導ANP和BNP mRNA表達顯著上調,蛋白質合成速率和細胞表面積明顯增加,并且心肌細胞凋亡率較低。上述結果提示Ang II和ER應激誘導劑可以誘導原代乳鼠心肌細胞發(fā)生顯著肥大。 2血管緊張素Ⅱ誘導心肌細胞肥大過程中ERS相關分子表達變化 CRT、 GRP78是ER應激的標志性分子,而PERK/eIF2a信號途徑是ER應激的重要信號通路之一。本部分實驗在原代乳鼠心肌細胞肥大模型上,通過檢測AngII和ER應激誘導劑對心肌細胞ER應激相關分子表達的影響,探討PERK介導的ERS在Ang II誘導的心肌細胞肥大過程中的作用。采用10-7mmol/LAngII作用于心肌細胞48h、50nMTG作用于心肌細胞48h以及10ng/ml TM作用于心肌細胞72h。分別采用RT-PCR和qPCR技術檢測ER應激相關分子CRT、GRP78、 PERK、 eIF2α和CHOP mRNA表達,Western blot技術檢測CRT、 GRP78、 PERK、 eIF2a和CHOP蛋白水平改變。 結果發(fā)現,AngII組、TG組和TM組CRT、 GRP78、 PERK、 eIF2α和CHOP mRNA和蛋白水平表達明顯增加,提示AngII和ER應激誘導劑誘導心肌細胞發(fā)生明顯ER應激,并且PERK/eIF2a信號途徑參與了心肌細胞的肥大過程。證實內質網應激是血管緊張素Ⅱ誘導心肌細胞肥大的重要機制之一。 3�；撬嵬ㄟ^抑制ERS減輕血管緊張素Ⅱ誘導心肌細胞肥大 上述研究結果表明內質網應激是血管緊張素Ⅱ誘導心肌細胞肥大的重要機制之一,既往研究表明�；撬�(Taurine, Tau)可以對心肌缺血、心力衰竭、心肌缺血再灌注損傷及心律失常起保護作用。本部分實驗在原代乳鼠肥大心肌細胞肥大模型上,研究�；撬釋ngII誘導心肌細胞肥大過程中ERS分子的變化及其與心肌細胞肥大的關系。在AngII、 TG、 TM誘導的肥大心肌細胞模型組中分別加入40mM Tau作為�；撬岜Ｗo組。采用RT-PCR技術檢測ANP和BNP mRNA表達,[3H]-亮氨酸摻入技術測定心肌細胞蛋白質合成速率,同時分析心肌細胞表面積變化。采用RT-PCR和qPCR技術檢測ER應激相關分子CRT、 GRP78、 PERK、 eIF2a和CHOP mRNA表達,Western blot技術檢測CRT、 GRP78、 PERK、 eIF2α和CHOP蛋白水平改變。 結果顯示,�；撬釡p輕AngII、TG和TM引起的心肌細胞ANP和BNP mRNA表達上調、蛋白質合成速率和細胞表面積的增加。�；撬徇�下調AngII、TG和TM引起的心肌細胞ER應激分子(?)nRNA和蛋白水平表達。提示�；撬嵬ㄟ^抑制ER應激,減輕血管緊張素Ⅱ誘導心肌細胞肥大。 實驗結論如下：ER應激是Ang II致心肌細胞肥大的機制之一。牛磺酸通過抑制ER應激,減輕血管緊張素Ⅱ誘導心肌細胞肥大。
[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：2048622