有氧运动对心肌肥大过程中心肌细胞增殖的促进及调控机制研究

摘要

研究目的: 通过在体和离体实验，探讨运动对心肌肥大过程中心肌细胞增殖的激活和cAMP反应元件结合蛋白绑定蛋白(cyclic-AMP-responsive element binding protein binding protein，CBP)在其中的调控作用。 研究方法: 采用游泳训练构建运动性心肌肥大模型，用主动脉弓缩窄术(transverse aorticconstriction，TAC)构建病理性心肌肥大模型。12周龄雄性C57BI/6J小鼠随机分为4组:对照组(Control)，运动组(Swim)，假手术组（Sham），手术组(TAC)，每组10只。实验结束，采用二维超声心动图检测室间隔厚度（Interventricular septum dimension，IVS）、左室后壁厚度(LV posterior wall dimension，LVPW)和心功能，计算心重/体重比值(heartweight/body weight ratio，HW/BW)、左心室重量/胫骨长度比值(left ventricular weight/tibiallength ratio，LVW/TL)，采用苏木素-伊红(Hematoxylin-eosin，HE)和Masson三色染色法，衡量两种模型心肌细胞肥大程度和心肌间质胶原纤维增生情况。对心肌组织蛋白采用Western Blot检测增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear autigen，PCNA）的表达水平，鉴定心肌细胞增殖能力。运用实时定量PCR(Real-time PCR，RT-PCR)检测心肌细胞中原癌基因心钠素（atrial natriuretic peptide，ANP）和脑尿钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）的mRNA水平。采用RT-PCR、Western Blot和免疫组化的方法检测心肌细胞中CBP的表达水平。为验证CBP对心肌细胞增殖能力的激活作用，在离体实验中，以去氧肾上腺素(phenylephrine，PE)诱导原代心肌细胞产生肥大，采用CBP抑制剂C646抑制CBP的表达，对心肌细胞爬片进行α-肌动蛋白(αα-actin)的免疫荧光检测心肌细胞肥大程度，RT-PCR检测CBP的mRNA水平，免疫荧光检测增殖细胞核抗原Ki67的表达，检测CBP表达受抑制后对心肌细胞肥大程度和增殖水平的影响。 研究结果: 1.运动性和病理性心肌肥大模型的IVS和LVPW之和与相应的对照组相比，都发生了明显的增大(p＜0.05)，HW/BW和LVW/TL与相应对照组相比也有明显升高(p＜0.05);两种心肌肥大模型的心肌细胞面积与相应对照组相比都有显著增大(p＜0.01)。 2.TAC组心肌组织纤维化程度比Swim组明显加重;病理性心肌肥大组小鼠心肌细胞ANP和BNP的mRNA水平均比Sham组明显升高(p＜0.01)，Swim组ANP的mRNA水平比Control组明显升高(p＜0.05)，而BNP的mRNA水平升高不明显。 3.Swim组小鼠心肌细胞PCNA蛋白表达水平明显高于Control组(p＜0.05)和TAC组(p＜0.01)。 4.运动性心肌肥大组小鼠心肌细胞CBP的mRNA水平比Control组明显升高(p＜0.01)，且明显高于TAC组(p＜0.05)。Western blot检测CBP蛋白水平，TAC组比Sham组明显降低(p＜0.05)，Swim组与Control组相比有明显升高(p＜0.05)，且显著高于TAC组(p＜0.01)。心肌组织切片CBP的免疫组化结果显示，Swim组CBP阳性细胞显著多于Control组(p＜0.01)与TAC组(p＜0.01)。 5.体外实验PE组心肌细胞面积显著高于Control组(p＜0.05)和PE+C646组(p＜0.05)。PE能使CBP的mRNA表达水平比Control组明显升高(p＜0.01)，PE+C646组CBP的mRNA水平比PE组明显降低(p＜0.01)。PE组Ki67阳性细胞与Control组相比明显增多(p＜0.01)，PE+C646组Ki67阳性细胞与PE组相比明显减少(p＜0.05)，提示C646抑制CBP的表达后，能明显抑制心肌细胞的肥大和增殖。 研究结论: 1.有氧运动对缺血心肌细胞的增殖功能具有促进作用。 2.有氧运动促进心肌细胞增殖可能是通过激活CBP来进行调控的，抑制CBP的表达后可以抑制心肌细胞的增殖。

目录

摘要

符号说明

第一部分 文献综述

前言

1 心肌肥大概述

1．1 运动性心肌肥大

1．2 病理性心肌肥大

2 心肌肥大的生物学机制

2．1 心肌成纤维细胞增殖

2．2 心肌细胞增殖

2．3 心脏血管增生

2．4 心脏能量代谢重构

2．5 氧自由基损伤

2．6 钙超载

2．7 炎症反应

3 小结

第二部分 实验部分

前言

1 材料和方法

1．1 材料

1．2 方法

2 结果

2．1 各组小鼠心肌肥大程度和表型差异

2．2 各组小鼠心肌组织CBP的表达差异

2．3 体外实验结果

3 讨论

4 结论

参考文献

致谢

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