B型利鈉肽對心肌細(xì)胞線粒體動力學(xué)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(fù)血流后可引起心肌超微結(jié)構(gòu)、功能、代謝等各方面的進(jìn)一步損害，并存在著不同程度心肌細(xì)胞凋亡的現(xiàn)象，是臨床十分常見的病理過程。導(dǎo)致心肌缺血再灌注損傷的機(jī)制是多方面的，氧化應(yīng)激、細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載、線粒體損傷和中性粒細(xì)胞活化都參與了心肌結(jié)構(gòu)與功能的改變。如何減輕再灌注造成的損傷，已成為當(dāng)前心血管疾病研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。而線粒體的結(jié)構(gòu)和功能改變在心肌缺血再灌注損

2、傷中起關(guān)鍵作用。線粒體是真核細(xì)胞中重要的細(xì)胞器，因其在能量代謝和細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵作用，線粒體形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能動力學(xué)研究已成為心血管疾病研究熱點(diǎn).最新研究發(fā)現(xiàn)線粒體內(nèi)外膜上分布著一些通道，這些結(jié)構(gòu)在細(xì)胞損傷時(shí)可能被激活并發(fā)揮一定生物學(xué)效應(yīng)，甚至可以決定細(xì)胞的生死存亡。這些通道主要有線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔（mitochondrial permeability transiTiO2，MPTP）、線粒體鈣轉(zhuǎn)運(yùn)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(xì)胞器，線粒體的結(jié)構(gòu)和形態(tài)動力學(xué)都將決定線粒體功能，甚至參與到細(xì)胞凋亡的信號通路中。有研究提示缺血再灌損傷時(shí)伴有線粒體結(jié)構(gòu)和形態(tài)動力學(xué)的改變，而其中的作用機(jī)制還需進(jìn)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(zhì)，具有強(qiáng)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(biāo)記物。BNP可作用于心肌細(xì)胞上分布的相應(yīng)鈉肽受體，可激活鳥苷酸環(huán)化酶產(chǎn)生環(huán)磷酸鳥苷參與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，產(chǎn)生相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。人工重組BNP已經(jīng)美國SFDA批準(zhǔn)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(hù)心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功

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

6、的信號通路進(jìn)行了探討。本研究包括以下內(nèi)容：
　　 首先建立離體培養(yǎng)的心肌細(xì)胞缺血再灌模型，采用了流式細(xì)胞術(shù)、激光共聚焦顯微鏡和蛋白免疫印跡等手段，實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示BNP可減輕缺血再灌損傷導(dǎo)致的心肌細(xì)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(dá)，減少線粒體cytochrome c的釋放，增加Bcl-2抗凋亡蛋白的表達(dá)。結(jié)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(zhuǎn)換

7、孔和線粒體鈣轉(zhuǎn)運(yùn)體的開放，從而發(fā)揮保護(hù)心肌細(xì)胞作用，而BNP的這些作用與通過激活PI3K-Akt信號通路有關(guān)。
　　 其次建立了心肌細(xì)胞H9c2細(xì)胞骨架破壞模型，通過細(xì)胞活性檢測，細(xì)胞指數(shù)實(shí)時(shí)測定和細(xì)胞成像等研究手段和方法，證明了BNP可以保護(hù)心肌細(xì)胞的線粒體功能和形態(tài)運(yùn)動動力學(xué)，可減輕細(xì)胞骨架微管破壞導(dǎo)致的心肌細(xì)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