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Kir6.2构成的K-ATP通道介导白藜芦醇对小鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用

作　者: 戴婷
导　师: 胡刚
学　校: 南京医科大学
专　业: 药理学
关键词: 白藜芦醇 ATP敏感性钾离子通道心肌缺血再灌注氧糖剥夺 AMP激活的蛋白激酶沉默信息调节因子-2
分类号: R285.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

急性心肌梗死(actue myocardial infarction,AMI)是由于部分心肌的血液循环突然全部中断而导致的该部位心肌损伤,是冠心病的主要死亡原因。AMI最有效的治疗原则是尽快恢复血液灌注,以解除心肌组织缺氧和营养物质供应不足的状态。然而,动物实验及临床研究发现,随着缺血区域血液的再灌注,某些心肌细胞功能及结构破坏不仅得不到改善,反而进一步加重。这种恢复缺血心肌灌流引起的损伤即心肌缺血/再灌注(Ischemia and reperfusion,I/R)损伤。显然,治疗AMI的关键是既要保证尽早恢复缺血心肌的血流,又能减轻甚至解除再灌注损伤的发生。目前有研究表明天然的植物抗毒素白藜芦醇(Resveratrol,Res)对心肌I/R损伤具有保护作用。白藜芦醇具有多种生物学效应,如抗动脉粥样硬化和冠心病、抗炎、抗氧化、抗癌以及雌激素样作用等。众多的研究发现白藜芦醇预处理可显著减少缺血后心肌梗死体积、改善心肌缺血后的心室功能,这些结果表明白藜芦醇可能是一种理想的治疗心肌I/R损伤的药物。然而,其心肌保护作用的细胞与分子机制还有待进一步的研究阐明。ATP敏感性钾离子(ATP sensitive potassium,K-ATP)通道是偶联细胞代谢和电活动的特殊的内向整流型钾离子通道,作为能量感受器高表达于心脏组织。在心肌I/R损伤时K-ATP通道开放具有明确的保护作用。近年的研究发现,Kir6.2敲除取消了缺血预适应和二氮嗪诱导的预适应作用,因此认为K-ATP通道开放是预适应机制级联反应的终末效应。研究也表明白藜芦醇是通过预适应的机制发挥对抗心肌I/R损伤的效应。然而,Kir6.1或Kir6.2构成的K-ATP通道是否与白藜芦醇介导的心肌保护效应相关?目前尚未见报道。目的:研究、阐明Kir6.1或Kir6.2构成的K-ATP通道在白藜芦醇对抗心肌I/R损伤过程中的作用及其细胞与分子机制。方法:(1)运用野生型(wide type,WT)、Kir6.2敲除(Kir6.2 knockout,Kir6.2-/-)和Kir6.1杂合子(Kir6.2 heterozygote,Kir6.1+/-)小鼠建立心肌缺血(左冠状动脉前降支结扎)再灌注模型,通过计算心肌梗死体积、测量血清肌酸激酶(Creatine kinase,CK)和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)含量评估损伤;(2)原代培养WT、Kir6.2-/-和Kir6.1+/-小鼠心肌细胞建立氧糖剥夺(Oxygen-glucose deprivation,OGD)模型,Hoechst33342染色和LDH含量测定评价细胞凋亡和损伤;(3)western blot方法检测Kir6.1、Kir6.2、保守的多巴胺能神经营养因子(conserved dopamine neurotrophic factor,CDNF)、AMP激活的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)以及pAMPK的蛋白表达;(4)Real-time PCR检测沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1) mRNA水平。结果:(1)白藜芦醇预处理对小鼠I/R损伤后左心室肌Kir6.1蛋白表达无显著影响,但显著升高Kir6.2蛋白的表达;(2)白藜芦醇预处理可显著减少WT和Kir6.1+/-小鼠心肌I/R损伤后心肌梗死体积和血清CK和LDH的含量,而Kir6.2敲除取消了白藜芦醇的上述保护效应;(3)白藜芦醇预处理可显著减少WT和Kir6.1+/-小鼠心肌细胞OGD损伤后的凋亡率和LDH的释放量,对Kir6.2敲除小鼠的心肌损伤无显著影响;(4)基础状态下,Kir6.2-/-小鼠AMPK磷酸化水平显著高于WT小鼠,白藜芦醇预处理可显著升高WT小鼠心肌AMPK磷酸化水平,AMPK激动剂5-氨基-4-甲酰胺咪唑核糖核苷酸(5-aminoimidazde-4-carboxamide,AICAR)可显著抑制OGD诱导的心肌细胞损伤与凋亡,而Kir6.2敲除取消了AICAR的保护作用,AMPK抑制剂复合物C(Compound C,CC)可抑制白藜芦醇的保护效应;(5)白藜芦醇预处理可显著升高OGD损伤后的WT小鼠心肌细胞SIRT1 mRNA水平,而对Kir6.2-/-小鼠心肌细胞无显著影响,SIRT1抑制剂烟酰胺(nicotinamide,NAM)可显著抑制白藜芦醇的保护效应。结论:(1)白藜芦醇介导的对心肌I/R损伤的保护效应依赖于Kir6.2/K-ATP通道,而不依赖于Kir6.1/K-ATP通道;(2)Kir6.2/K-ATP通道通过AMPK/SIRT1信号通路参与白藜芦醇介导的对小鼠心肌I/R损伤的保护效应;(3)Kir6.1/K-ATP通道通过非心肌细胞机制在小鼠I/R损伤中发挥保护作用。综上所述,本研究工作的主要创新之处在于:应用Kir6.2-/-和Kir6.1+/-小鼠研究,阐明Kir6.2/K-ATP通道在白藜芦醇介导的心肌保护中的作用,获得了Kir6.2/K-ATP通道介导白藜芦醇对心肌I/R损伤保护作用的直接证据;研究阐明白藜芦醇通过AMPK/SIRT1-Kir6.2/K-ATP通道信号通路对心肌I/R损伤发挥保护作用。

全文目录

英文缩略词表  5-7
中文摘要  7-10
英文摘要  10-13
前言  13-22
材料方法  22-27
结果  27-38
讨论  38-42
结论  42
参考文献  42-49
综述  49-60
  参考文献  56-60
在读期间完成和发表论文情况  60-61
致谢  61

Kir6.2构成的K-ATP通道介导白藜芦醇对小鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用

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