溶血磷脂酸对心室重塑过程中多种细胞的生长调节及信号调控机制

摘要

急性心肌梗死(AMI)后的心室重塑(LVRM)是伴随多种心血管疾病的一种病理生理改变，并可能最终导致心力衰竭。AMI后的高病死率与心力衰竭的高发病率需要深入研究心脏两种主要的细胞：心肌细胞和心脏成纤维细胞在AMI后病理微环境下的生长调节机制。 心肌梗塞后移植问充质干细胞来改善心功能、抑制重塑，已经在临床上应用，但效果不理想，由于梗塞区缺血微环境所导致的移植后的干细胞的低存活率成为此类治疗策略的限制因素。提高干细胞抗缺血诱导凋亡的能力势在必行。 溶血磷脂酸(LPA)是一种结构简单的水溶性磷脂信使，主要通过G蛋白耦联受体内皮分化基因家族三类受体亚型其广泛的生物学功能，在心血管系统也有重要的作用。研究组先前曾报道，急性心梗后患者血清的LPA水平显著升高近7倍。机体异常释放LPA是否通过其受体参与心梗后心肌重塑的过程，以及LPA对心脏的两种主要细胞：心肌细胞、心脏成纤维细胞以及细胞移植过程中所用的骨髓间充质干细胞的生长调节机制还不清楚。 本论文全面地研究了LPA三种受体亚型在心梗后不同时期的基因蛋白表达谱。并且研究了LPA对体外培养的心肌细胞、心脏成纤维细胞和骨髓间充质干细胞的生长调节影响及胞内信号调控机制。旨在阐明LPA在心梗后心室重塑过程中的作用和对移植用的间充质干细胞的作用。 本论文主要包括以下研究内容： 1． 取SD雌性大鼠，随机抽取，以结扎左冠状动脉前降支的方法制备大鼠AMI模型。以假手术组为对照组。并根据观察的时间点分为48小时组和4周组。在相应时间点检测心梗后血流动力学与心功能和心肌重塑的各项指标，并检测心梗心脏组织的mRNA和蛋白的水平变化。研究结果表明，大鼠急性心梗后出现左心室功能下降，在早期重塑期(术后48小时)心室壁无明显肥厚但有大量的心肌细胞凋亡，而LPA3受体基因蛋白表达均明显增加，说明LPA3受体可能介导LPA在心梗后早期的凋亡通路的调节。但在AMI后晚期重塑期(4周)，心室壁显著增厚，凋亡心肌细胞数有减少趋势，同时3 种受体亚型基因表达均显著增加，但只有LPA1与LPA3受体亚型蛋白表达增加，说明这两种受体亚型可能参与了晚期的心肌重塑过程。 2．在体外培养的新生大鼠心室肌细胞，LPA呈浓度依赖地诱导心肌细胞的肥大。心肌细胞存在LPA三种受体亚型的表达。利用选择性LPA1／LPA3拮抗剂DGPP；特异性LPA2激动剂dodecylphosphate和LPA3激动剂OMPT，在肌丝染色，细胞面积，<'3>H-Lue合成掺入，ANF-luciferase报告基因表达等方法的检测中得到的结果表明LPA1与LPA3可能介导了LPA对心肌细胞的肥大诱导作用。并且LPA激活的NF K B通路和P13K／Akt／mTOR通路均介导了LPA诱导心肌肥大的细胞内信号通路。ERK1／2为NF K B的上游通路，但Akt通路并不是NF K B上游通路，是与NF K B平行的通路。 3．LPA在体外培养的心脏心纤维细胞上具有双向调节作用。心脏成纤维细胞存在LPA三种受体亚型的表达。在低浓度范围内(1—25州)，LPA．主要通LPA3受体亚型介导了LPA诱导的心脏成纤维细胞的增殖效应。而LPA同时也可以引起心脏成纤维细胞呈浓度依赖的细胞死亡(IC<,50>约为50μM)，并且Hoechst33342染色,TUNEL，PI单染流式分析结果都表明LPA是通过凋亡的方式诱导细胞死亡的，而且LPA引起线粒体的损伤，激活凋亡执行蛋白caspase3来诱导凋亡。LPA2与LPA3受体并不介导凋亡的发生，推测LPA1可能介导了LPA的凋亡诱导作用。心脏成纤维细胞经过LPA处理后激活MAPKs，其中ERK1／2与p38可能介导了LPA引起的细胞死亡通路。 4．LPA可以浓度依赖地抑制缺血引起的骨髓问充质干细胞凋亡的作用。阻断凋亡执行蛋白capases3的活化。由于骨髓间充质干细胞只显著表达LPA1受体,而且DGPP可以大部分地阻断LPA的抗凋亡的作用，所以LPA在骨髓问充质干细胞上的抗凋亡作用主要是通过LPA1介导的。并且，LPA以磷酸化的方式激活问充质干细胞的Akt与ERK1／2通路，并且这两条通路均介导了LPA的抗缺血引起的间充质干细凋亡的作用。 综上所述，本文主要研究了LPA各受体亚型在心梗后心肌重塑过程中的特表达和LPA对心肌细胞、心脏成纤维细胞、骨髓间充质干细胞的生长调控及细胞受体和细胞内信号机制。通过特异性抑制或激动LPA受体亚型或胞内信号通路为临床提供一个新的控制心室重塑的发展治疗策略，并最终改善心功能，逆转心力衰竭的进程。

目录

缩略语表

摘要

第一部分溶血磷脂酸三种受体亚型在急性心肌梗死大鼠心肌重塑过程中的表达谱分析

第二部分溶血磷脂酸诱导原代培养的新生大鼠心肌细胞肥大及信号通路调控机制

第三部分溶血磷脂酸对新生大鼠心脏成纤维细胞生长的双向调节作用

第四部分溶血磷脂酸抑制缺血引起的大鼠骨髓间充质干细胞的凋亡

第五部分论文总结

溶血磷脂酸与心血管系统

致谢

附录