激活PPAR-γ对ET-1诱导心肌肥厚及calcineurin/NFAT信号通路的影响

摘要

心肌肥厚(cardiachypertrophy)是心肌细胞对多种病理刺激的一种适应性反应，心肌肥厚相关疾病如高血压、心肌梗死等普遍存在且严重威胁人类健康。因为引起肥大刺激因素及所涉及信号通路的复杂多样，介导心肌肥大的分子机制仍未明了，阐明这些信号通路对心肌肥厚的预防和治疗将起重要作用。 研究表明，细胞内Ca2+浓度升高是各种病理刺激所致心肌肥大发生发展的中心环节，而肥大基因的过度表达是心肌肥大的共同分子机制。近年研究表明，各种肥大刺激引起心肌细胞内钙浓度升高可激活钙调神经磷酸酶(Calcineurin，CaN)信号通路。Calcineurin是一种Ca2+依赖的蛋白磷酸酶，被ET-1等肥厚刺激因素激活后去磷酸化底物NFAT3，促使其转位入核，与GATA4结合调节心脏中ANF、BNP、α-MHC、β-MHC等基因的表达。研究表明Calcineurin/NFAT信号通路在心肌肥厚发生发展中起非常重要的作用。 PPAR-γ是属于核受体超家族的转录因子，近来研究表明PPAR-γ，是心肌肥厚的负性调控物。研究报道PPAR-γ，激活剂可通过AP-1，STAT3以及NF-κB转录因子阻止心肌肥厚。文献报道，在T淋巴细胞及脂肪细胞，PPAR-γ与NFAT之间存在交叉对话。基于PPAR-γ与NFAT在其它细胞存在相互作用，我们设想在心肌细胞PPAR-γ激活后通过抑制calcineurin/NFAT信号通路负调控心肌肥大。 第一部分PPAR-γ过表达及罗格列酮对ET-1诱导乳鼠心肌细胞肥大的影响 目的：以ET-1刺激培养新生SD大鼠心肌细胞建立心肌肥大模型，观察PPAR-γ过表达及罗格列酮对ET-1诱导心肌肥大反应的作用，并探讨ET-1诱导心肌肥大反应的机制。 方法：采用MTT法、[3H]亮氨酸掺入法、细胞表面积测定法、逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)、基因转染等实验方法，观察了(1)在培养新生SD大鼠心肌细胞使用罗格列酮与GW9662的安全浓度；(2)ET-1诱导培养新生SD大鼠心肌细胞的肥大效应；(3)罗格列酮及过表达PPAR-γ对ET-1诱导的心肌细胞肥大及表型转变的影响；(4)罗格列酮对ET-1诱导PPAR-γmRNA表达的影响。 结果： 1、本实验中GW9662和罗格列酮的浓度分别为1、10μM，均为适用与新生SD大鼠心肌细胞的安全浓度。 2、1、10、100、1000nMET-1处理24h可剂量依赖性引起培养乳鼠心肌细胞蛋白质合成([3H]亮氨酸掺入)增加，其中100nMET-1诱导蛋白质合成增加较对照组有极显著性差异(P<0.01)。罗格列酮(10μM)和CsA(1μM)可抑制ET-1所致心肌细胞蛋白合成增加(Rosi，-70％，P<0.05；CsA，-59％，P<0.05)，且罗格列酮的效应可被GW9662(1μM)所逆转(+98％，P<0.05)。 3、100nMET-1可使心肌细胞表面积增加至约1.5倍，而罗格列酮(10μM)预处理可明显抑制该效应(-55％，P<0.01)，过表达PPAR-γ亦可抑制ET-1所致心肌细胞表面积增加(-47％，P<0.01)。 4、100nMET-1刺激显著诱导了ANF在心肌细胞的表达(1.8-foldvscontrol，P<0.01)。10μM罗格列酮预处理及过表达PPAR-γ,均抑制了ET-1促肥厚基因表达的作用(Rosi，-74％，P<0.01；PPAR-γ,-87％，P<0.01)。 5、100nM的ET-1刺激显著降低了PPAR-γmRNA在心肌细胞的表达(-43％，P<0.01)，而10μM罗格列酮预处理阻止了ET-1的这种作用(+89％，P<0.01)。 结论： 1、激活及过表达PPAR-γ可抑制ET-1诱导的心肌肥大反应。 2、ET-1可通过下调PPAR-γ表达诱导心肌肥厚的发生。 第二部分激活PPAR-γ对ET-1诱导的乳鼠心肌细胞calcineurin/NFATc4信号通路的影响 目的：作为核受体PPARs的一种亚型，PPAR-γ的下调和灭活可能参与了高血压左心室病变的发病过程。尽管文献报道PPAR-γ是心肌肥厚的重要调节因子，但是PPAR-γ激活后抑制心肌肥厚的机制尚未完全明了。本实验采用PPAR-γ激动药罗格列酮和pM-PPAR-γ质粒作为干预药物，研究了PPAR-γ激活后对ET-1诱导CaNmRNA、蛋白质表达及酶活性的影响，以及对NFATc4核转位的影响。探讨激活PPAR-γ后抑制ET-1诱导的心肌肥大反应是否通过calcineurin/NFATc4通路。 方法：本研究以ET-1刺激培养乳鼠心肌细胞建立心肌肥大模型，采用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)、蛋白免疫印迹(Westernblot)技术、免疫荧光技术、免疫共沉淀技术等方法，观察了(1)罗格列酮对ET-1诱导的心肌细胞calcineurin酶活性的影响；(2)罗格列酮对ET-1诱导的心肌细胞calcineurinmRNA及蛋白表达的影响；(3)罗格列酮及过表达PPAR-γ对ET-1诱导的NFATc4核转位的影响；(4)罗格列酮对PPAR-γ和NFATc4相互作用的影响； 结果： 1、10、100、1000nMET-1分别使Calcineurin酶活性升高约1.8、3、2.5倍。10μM罗格列酮显著抑制100nMET-1所致Calcineurin酶活性增高(-56％，P<0.05)，而GW9662可逆转罗格列酮的作用(+88％，P<0.05)。 2、100nMET-1刺激24h后CalcineurinmRNA表达较对照组明显增加(+61％，P<0.01)，罗格列酮预处理抑制了ET-1所致CalcineurinmRNA增加(-48％，P<0.01)，而GW9662逆转了罗格列酮的作用(+46％，P<0.05)。与对照组相比，ET-1刺激后Calcineurin蛋白表达明显增加(+51％，P<0.01)，罗格列酮预处理抑制了ET-1所致Calcineurin蛋白增加(-37％，P<0.01)，而GW9662逆转了罗格列酮的作用(+62％，P<0.01)。 3、ET-1刺激0.5h后心肌细胞中NFATc4开始进入细胞核。随刺激时间延长，发生核转位的心肌细胞数量增加，刺激3h和6h时最为明显。罗格列酮预处理和PPAR-γ过表达阻止了ET-1诱导的NFATc4由胞浆到胞核的转位。罗格列酮预处理亦阻止了ET-1诱导的Calcineurin核转位。 4、在心肌细胞中PPAR-γ和NFATc4之间存在相互作用，且罗格列酮可增强二者之间的相互作用。 结论： 1、ET-1可能通过激活calcineurin/NFATc4信号通路诱导心肌肥厚的发生。 2、罗格列酮以PPAR-γ依赖的方式抑了calcineurin/NFATc4通路，防止了心肌肥大的发生。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词表

声明

前言

第一章 PPAR-γ激动剂及过表达PPAR-γ对ET-1诱导的心肌细胞肥大的影响

前言

材料与方法

结果

讨论

小 结

附图

References

第2章PPAR-γ激活剂对ET-1诱导心肌细胞肥大时calcineurin/NFAT信号通路的影响

前言

材料与方法

结 果

讨 论

小 结

附 图

References

总结与展望

综述 PPAR-γ、calcineurin-NFAT信号通路与心肌肥厚的研究进展

附录 在学期间发表文章

致谢