MG53蛋白对小鼠阿霉素急性心肌毒性的影响及机制

摘要

【目的】本研究拟探究MG53蛋白对小鼠阿霉素心肌毒性的心脏功能的影响及机制。【方法】体内实验选择C57BL/6小鼠腹腔注射阿霉素20 mg/kg 1周诱导急性阿霉素心肌毒性模型;体外实验使用1μmol/L阿霉素处理大鼠原代心肌细胞构建DIC模型。采用小动物心脏超声分析小鼠心脏功能,观察左室射血分数、缩短分数的变化;通过qPCR技术分析心脏重构相关基因ANP、BNP、α-MHC,自噬相关基因Beclin1、LC3及凋亡基因CASPASE3的表达改变;采用免疫印迹技术检测自噬相关蛋白Beclin1、LC3及凋亡相关蛋白caspase3的表达水平;采用透射电镜观察心肌组织中的自噬小体;采用TUNEL试剂盒检测原代心肌细胞的凋亡水平。【结果】心脏超声结果显示:与假手术组(Sham)相比,阿霉素组(DOX)及心肌原位注射对照腺相关病毒组(DOX+AAV9-NC)小鼠心脏功能显著下降(EF:Sham:86.06±2.08 vs. DOX:58.97±1.62,P <0.0001;Sham:86.06±2.08 vs. DOX+AAV9-NC:59.00±1.86,P <0.000 1。FS:Sham:45.47±1.95 vs. DOX:30.68±1.21,P <0.000 1;Sham:45.47±1.95 vs. DOX+AAV9-NC:30.79±1.13,P <0.000 1),而心肌原位注射腺相关病毒过表达MG53组(DOX+AAV9-MG53)小鼠的心脏功能障碍得到显著改善(EF:DOX+AAV9-MG53:66.93±1.78 vs. DOX+AAV9-NC:59.00±1.86,P <0.000 1。FS:DOX+AAV9-MG53:36.35±1.33 vs. DOX+AAV9-NC:30.79±1.13,P <0.000 1);电镜结果显示,过表达MG53后心肌细胞的自噬小体增加;qPCR结果表明过表达MG53显著下调心脏重构相关基因的表达;此外,western blot结果进一步明确过表达MG53可显著下调caspase3蛋白表达,并上调Beclin1、LC3蛋白表达(caspase:DOX+AAV9-MG53:1.49±0.13 vs.DOX+AAV9-NC:2.49±0.46,P=0.000 2;Beclin-1:DOX+AAV9-MG53:0.82±0.02 vs. DOX+AAV9-NC:0.62±0.05,P <0.000 1;LC3:DOX+AAV9-MG53:0.83±0.04 vs. DOX+AAV9-NC:0.40±0.05,P <0.000 1),而敲低MG53可显著上调caspase3蛋白表达,下调Beclin1、LC3蛋白表达(caspase:DOX+si-MG53:4.52±0.28 vs. DOX+si-NC:3.37±0.08,P<0.0001;Beclin-1:DOX+si-MG53:0.34±0.06vs.DOX+si-NC:0.54±0.07,P=0.0262;LC3:DOX+siMG53:0.41±0.12 vs. DOX+si-NC:0.70±0.07,P=0.001 5);TUNEL检测结果提示过表达MG53可显著抑制心肌细胞凋亡(DOX+Ad-MG53:9.41±0.53 vs. DOX+Ad-NC:29.34±7.29,P <0.000 1),敲低MG53可显著促进心肌细胞凋亡。(DOX+si-MG53:71.34±5.90 vs. DOX+si-NC:32.19±9.91,P <0.000 1)【结论】MG53可抑制心肌细胞凋亡,并促进自噬,改善小鼠DIC心脏重构进程,减轻心脏功能障碍。