自噬关连蛋白HSP70和LC3协同参与运动预适应晚期心肌保护

摘要

研究目的：一次大强度间歇有氧运动均能诱导机体产生内源性心肌保护效应,使心肌在后续的持续性缺血损伤中得到保护,这种通过运动诱导机体产生内源性心肌保护效应的方式称为运动预适应(Exercise Preconditioning,EP).目前,间歇大强度的运动预适应对急性心血管应激的力竭运动具有保护作用已为研究学者所证实.但HSP70除了其自身的修复作用，是否还能通过影响自噬作用于内质网功能的稳固化，参与运动预适应的心脏保护作用不得而知。本研究旨在以HSP70为切入点，结合自噬关键蛋白LC3，探讨二者在运动预适应心脏保护中的变化规律，为该领域研究提供新的理论依据和参考。rn 研究方法：健康雄性8周龄SD大鼠180只随机分为6组：C组，对照组；EE组，力竭组，以速度30m/min跑台至力竭；EEP组，运动预适应早期保护期组，间歇运动速度为30m/min，建立跑台10min，休息10min，坡度为0°，重复4次的运动预适应模型，30min后取材；EEP+EE组，运动预适应早期保护期加力竭组，运动预适应后30min力竭，LEP组，运动预适应晚期保护期组，EP后24h取材；LEP+EE组，运动预适应晚期保护期加力竭组，运动预适应后24h力竭。利用免疫组织化学和免疫荧光法，显示HSP70和LC3的表达分布；利用免疫印迹法检测HSP70、LC3的蛋白水平；利用实时定量PCR法检测HSP70mRNA表达水平。rn 研究结果：1）HSP70免疫组织化学染色显示蛋白在心肌细胞中的表达，各组免疫阳性区域被染为棕色；HSP70免疫印迹结果显示，LEP组相对C组（1.02±0.14vs.0.84±0.09）显著升高（P<0.05）；HSP70mRNA的实时定量PCR结果显示，EE组相对C组（17.71±7.73vs.8.97±1.97）有显著增高（P<0.05），EEP+E组和LEP+EE组相对EE组（10.35±2.04，13.85±3.19vs.17.71±7.73）有显著降低（P<0.05）。2）LC3免疫组织化学荧光染色显示蛋白在心肌细胞中的表达。各组免疫阳性区域被染为亮绿色，Dapi标记细胞核染为亮蓝色；免疫印迹结果显示，LC3I蛋白LEP组相对C组（0.28±0.15vs.0.18±0.10）显著升高（P<0.05）。LC3II蛋白各组无显著差异。LC3II/I比值EE组相对C组（2.02±0.76vs.1.54±0.32）显著升高（P<0.05），LEP+EE组相对EE组（1.63±0.45vs.2.02±0.76）显著降低（P<0.05）。rn 研究结论：运动预适应可以在早期和晚期时相提供对力竭运动的心脏保护。运动预适应的早期保护阶段HSP70、LC3I没有明显变化，而在运动预适应晚期保护期明显上调，同时HSP70mRNA转录水平、LC3II/I比值表现为与应激水平的一致性。依赖HSP70的分子伴侣介导的选择性大自噬可能较多地参与了运动预适应晚期的心脏保护。提示受缺血缺氧诱导的氧化应激、内质网应激、酸中毒等因素诱导了损伤性自噬。但HSP70蛋白在预适应晚期的升高可能促进了损伤修复提供了心肌对应激的适应性，并且作用与之相关的自噬，其性质可能也是修复性的。在运动预适应的早期阶段HSP70介导的大自噬可能也是引起对抗力竭运动心脏保护的因素。