辛伐他汀对精氨酸加压素诱导大鼠心脏成纤维细胞增殖的影响及与小窝蛋白-1关系的研究

摘要

研究背景及目的高血压是心血管疾病发生重要的危险因素，而左室肥厚（LVH）是导致高血压患者心血管事件发生率显著增加独立的危险因素，也是心脏功能由代偿向失代偿转化重要的病理表现。因此，心脏重构的发病机制和防治研究已成为国内外热点研究课题。现已明确，神经体液因素的异常激活是心脏重构发生的重要机制。精氨酸加压素（AVP）是与心血管疾病相关的重要的神经体液因子。已有研究显示，AVP可诱导新生大鼠心脏成纤维细胞（CFs）增殖，但对其诱导CFs增殖的信号转导过程仍不十分清楚。他汀类药物是目前防治高脂血症等高血压发病危险因素的主要药物之一。大量研究表明，他汀还具有防治心肌纤维化等诸多非调脂作用。研究发现，他汀类药物可抑制心肌细胞肥大以及CFs增殖和胶原合成；在自发性高血压大鼠模型中也证实，辛伐他汀（Sim）可延缓心肌肥厚的发展。这些研究提示，他汀类药物可调控心脏重构过程，但其分子机制仍不十分清楚。晚近研究发现，小窝是细胞膜上的结构，它不仅具有储存和运输内源性胆固醇的作用，同时还是细胞信号分子富集和信号转导的枢纽，其主要的标志蛋白——小窝蛋白对许多关键信号分子的活性状态起直接的负性调控作用。目前，他汀类药物抑制心肌纤维化过程是否受到细胞膜上的小窝的影响，目前尚不明确。小窝蛋白在CFs增殖中的变化尚为未知数。本课题研究AVP诱导成年大鼠CFs增殖情况及细胞外信号调节激酶（erk1/2）信号通路信号转导特点；Sim干预后erk1/2通路转导变化及其与小窝蛋白-1（cav1）的关系，探讨Sim抑制CFs增殖的信号转导作用，胆固醇变化对细胞膜上cav1表达的影响、对Sim干预AVP诱导的CFs增殖的作用，旨在阐明高血压心脏重构的发病机制，为他汀类药物防治心脏重构的分子机制提供新认识，亦为高血压心脏重构的防治提供新思路和理论依据。
　　研究方法本研究以体外培养的成年Sprague-Dawley(SD)大鼠CFs增殖为实验模型，采用[3H]-脱氧胸腺嘧啶苷酸掺入、流式细胞技术、体外激酶测定、Westernblot、RT-PCR等方法和技术，观察和研究一下几项：(1)AVP对CFs增殖的影响；(2)PKC和erk1/2信号途径在AVP诱导CFs增殖中的作用；(3)Sim对CFs增殖的影响；(4)Sim对CFs增殖中PKC和erk1/2信号转导的调控效应；(5)cav1在Sim干预AVP诱导的CFs增殖中的变化；(6)外源性胆固醇对Sim调控CFs增殖的影响及其与cav1的关系。
　　研究结果(1)给予10-9～10-6mol/L的AVP作用大鼠CFs24h后，随着AVP浓度的升高，CFs内的[3H]-TdR掺入率呈增加趋势。其中10-7mol/L和10-6mol/L的AVP干预组[3H]-TdR掺入率较对照组（100.0±5.1）％分别增加（172.0±4.0）％和（258.0±19.1）％（P<0.05）。(2)AVP的V1受体阻断剂d(CH2)5[Tyr2(Me),Arg8]-vasopressin与0.1μmol/L的AVP共同干预大鼠CFs后的[3H]-TdR掺入率相当于空白对照组（100.0±6.0）％的（103.7±10.5）％，与10-7mol/LAVP单独干预组的（173.5±5.1）％相比，统计学差异显著（P<0.05）。而V2受体阻断剂desglycinamide-[d(CH2)5，D-Ile2,Ile4,Arg8]-vasopressin对AVP干预下大鼠CFs[3H]-TdR掺入率为（165.7±9.6）％，无明显影响（P>0.05）。(3)AVP可上调CFs内erk1/2活性，其活性在5min后达峰值，随后逐渐下降，至2h时逐渐趋近于基线水平。(4)PD98059预处理后[3H]-TdR掺入率为（116.0±3.2）％，可明显抑制0.1μmol/L的AVP对大鼠CFs内的诱导作用（P<0.05）。(5)30nmol/L的佛波酯（PMA）或0.1μmol/L的AVP干预大鼠CFs5min可显著增强大鼠CFs内的erk1/2活性，大鼠CFs内的erk1/2活性分别相当于对照组的（5.1±0.6）倍和（4.8±0.2）倍（P<0.05）。而在用2.5μmol/L的PMA孵育大鼠CFs24h耗竭PKC后，大鼠CFs内的erk1/2活性相当于对照组的（2.1±0.3）倍，可显著抑制AVP诱导的erk1/2激活（P<0.05）。(6)PKC抑制剂－钙感光蛋白可显著抑制0.1μmol/L的AVP诱导的大鼠CFs内[3H]-TdR掺入率，相当于对照组的（116.0±3.2）％（P<0.05）。(7)AVP可上调CFs内PKC活性，其活性在5min后达峰值，至30min时降至基线水平。(8)Ca2+螯合剂BAPTA与0.1μmol/L的AVP共同干预大鼠CF，其[3H]-TdR掺入率相当于对照组的（154.2±5.9）％，与0.1μmol/L的AVP单独干预组的（168.8±10.1）％相比，没有显著影响（P>0.05）。(9)0.1μmol/L的AVP作用大鼠CFs24h后，CFs内的p27kip1蛋白表达量相当于对照组的（21.7±1.6）％，而细胞周期蛋白D1、A、E表达量分别相当于对照组的（5.7±0.5）倍、（5.4±0.5）倍和（6.0±0.7）倍，与对照组相比，均有显著的差异（P<0.05）。PD98059可显著抑制AVP对p27kip1、细胞周期蛋白D1、A、E的干预效应，CFs内的p27kip1蛋白表达量相当于对照组的（102.0±5.0）％，细胞周期蛋白D1、A、E表达量分别相当于对照组的（1.4±0.2）倍、（2.1±0.3）倍和（3.0±0.3）倍，与AVP组相比，均P<0.05。(10)0.1μmol/L的AVP干预24h后，细胞周期由G0/G1期进入S期增加，同时伴有细胞增殖指数（PI）增大（P<0.05）。PD98059可显著抑制AVP干预下的S期细胞百分比和PI指数增加（P<0.05）。(11)在用10-8～10-5mol/L的Sim预处理24h后，再用0.1μmol/L的AVP干预24h，CFs的[3H]-TdR掺入率分别相当于对照组的（172.0±9.8）％、（151.3±7.7）％、（128.3±7.6）％和（121.7±11.5）％，其中10-7～10-5mol/L的Sim组较AVP单独作用组的（176.8±9.3）％显著降低（P<0.05）。(12)10-8～10-5mol/L的Sim与10-7mol/L的AVP联合作用CFs24h，随着刺激浓度的升高，CFs的S期细胞百分率和PI呈递减趋势，其中10-7mol/L、10-6mol/LSim与AVP共同干预组显著低于AVP单独作用组（均P<0.05）；10-8mol/LSim与AVP共同干预组PI指数显著低于AVP单独作用组(P<0.05)。(13)10-8～10-5mol/L的Sim预处理大鼠CFs24h后，再用AVP干预大鼠CFs5min，CFs的erk1/2活性分别相当于对照组的（2.5±0.2）倍、（1.9±0.1）倍、（1.5±0.1）倍和（1.3±0.1）倍，其中10-7～10-5mol/L的Sim与AVP共同干预组CFs显著低于AVP单独作用组（P<0.05）。(14)在10-8～10-5mol/L的Sim预处理大鼠CFs24h后，再用AVP干预大鼠CFs5min，CFs的PKC活性分别相当于AVP单独作用组的（24.8±2.4）％、（21.5±2.6）％、（17.3±1.8）％和（15.0±1.3）％，其中10-6mol/L和10-5mol/L的Sim与AVP共同干预组显著低于AVP单独作用组（P<0.05）。(15)MVA预处理可逆转10-6mol/L的Sim对10-7mol/L的AVP诱导作用，使CFs的[3H]-TdR掺入率增加，相当于对照组的（166.2±6.8）％，PKC活性、erk1/2活性增加（均P<0.05）。(16)焦磷酸牛龙牛儿基牛龙牛儿酯（GGPP）可逆转10-6mol/L的Sim对10-7mol/L的AVP诱导作用，使CFs的[3H]-TdR掺入率增加，相当于空白对照组的(159.8±7.7)％(P<0.05)；erk1/2激活，相当于空白对照组的(5.2±0.4)倍，而焦磷酸法尼酯（FPP）对AVP诱导的[3H]-TdR掺入率增加和erk1/2激活没有明显影响。(17)10-7mol/L的Sim可显著抑制10-7mol/LAVP诱导的大鼠CFs内磷酸化肌球蛋白结合亚基（MBS-P）表达，相当于对照组的（1.9±0.1）倍（P<0.05）。(18)用10μmol/L的GGPP抑制剂GGTI或5μmol/L的ROK激酶特异性抑制剂Y27632预处理大鼠CFs24h后，继而加入10-7mol/L的AVP干预5min，大鼠CFs内erk1/2活性分别相当于AVP单独作用组的(41±4)％和(25±3)％，均较AVP单独作用组显著降低（P<0.05）。(19)cav1反义寡核苷酸可使大鼠CFs的[3H]-TdR掺入率增加，相当于空白对照组的（172.0±4.2）％；erk1/2活性增加，相当于空白对照组的（2.3±0.3）倍；细胞周期蛋白D1、A、E的表达量增加，分别相当于空白对照组的（9.3±0.2）倍、（7.6±0.4）倍和（9.1±0.4）倍，p27kip1的表达量下降，相当于空白对照组的（16.8±2.3）％（均P<0.05）。(20)10-9～10-6mol/L的AVP干预CFs24h后，cav1蛋白表达量分别相当于AVP单独作用组的（86.7±4.6）％、（79.0±8.6）％、（59.7±3.7）％和（46.0±3.1）％。其中10-7mol/L和10-6mol/L的AVP干预组较对照组显著降低（P<0.05）。(21)在用10-8～10-5mol/L的Sim与10-7mol/L的AVP共同干预大鼠CFs24h后，cav1的表达量分别相当于AVP单独作用组的（88.7±2.7）％、（70.3±2.6）％、（60.7±2.2）％和（56.3±1.9）％。其中10-7～10-5mol/L的Sim与10-7mol/LAVP共同作用组与AVP单独作用组相比较，均有显著差异（P<0.05）。10-4mol/L的MVA与10-7mol/L的AVP共同干预组的cav1蛋白表达量较AVP单独作用组增加（P<0.05）。(22)10、20、30μg/ml胆固醇可使10-6mol/L的Sim与10-7mol/LAVP联合作用组cav1蛋白表达量增加，相当于10-7mol/L的AVP组的（108.3±4.3）％、（133.5±5.4）％和（146.0±5.8）％（P<0.05）。(23)用10％的FBS加20μg/ml的胆固醇干预大鼠CFs24h后，大鼠CFs胞膜上cav1蛋白的表达量较单用FBS组无显著差异（P>0.05）。而在用2％的MβCD预处理大鼠CFs2h以除去细胞膜上胆固醇，再加入2％的MβCD-胆固醇干预大鼠CFs1h后，CFs胞膜上cav1蛋白的表达量是单用MβCD预处理组的（2.7±0.2）倍，两组比较差异显著（P<0.05）。(24)外源性胆固醇（10、20或30μg/ml胆固醇）干预大鼠CFs1h后，CFs内胆固醇含量分别为（18.4±1.2）μg胆固醇/mg蛋白、（22.0±1.1）μg胆固醇/mg蛋白和（26.4±1.3）μg胆固醇/mg蛋白，可增加2％的MβCD预处理以及10-7mol/L的AVP与10-6mol/L的Sim联合干预后大鼠CFs内的胆固醇含量，[3H]-TdR掺入率降低，分别是未加胆固醇组的（74.0±4.8）％、（62.0±2.9）％和（35.8±4.3）％，而对10％的FBS干预后CFs内的胆固醇含量及[3H]-TdR掺入率的增加影响较小。(25)在用10-6mol/L的Sim预处理大鼠CFs24h的同时加用20μg/ml胆固醇，与AVP+Sim组的相比，可显著降低大鼠CFs内erk1/2活性，相当于对照组的（1.1±0.2）倍（P<0.05）。
　　研究结论：(1)AVP可浓度依赖地促进成年SD大

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文 献 回 顾

精氨酸加压素及其受体

他汀类药物对心脏胶原的影响及其抗纤维化作用

小窝蛋白与心血管疾病

胆固醇对细胞膜结构和功能的影响

正文

实验一 精氨酸加压素诱导成年大鼠心脏成纤维细胞增殖机制的研究

实验二 辛伐他汀对 AVP 介导成年大鼠心脏成纤维细胞增殖的影响及其机制的研究

实验三 小窝蛋白-1 反义寡核苷酸对精氨酸加压素诱导大鼠心脏成纤维细胞增殖的干预效应

实验四 胆固醇对 AVP 介导大鼠 CFs 增殖的影响及与小窝蛋白-1 表达的关系

小结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢