线粒体单向转运孔在高血压发生中对钙离子运转的作用及机制研究

摘要

高血压发生机制的研究受到广泛重视，研究表明受多系统、多器官、多激素以及遗传和环境因素的多重影响。在诸多因素中，血管壁增厚性重构是导致原发性高血压的基本病理生理机制，在此过程中，[Ca2+]c持续增加对兴奋-转录偶联和VSMC表型转化至关重要。线粒体通过MCU钙摄入及钠/钙、氢/钙交换和可渗透转换孔等[Ca2+]c排出形成线粒体钙转运机制，维持了[Ca2+]m和[Ca2+]c平衡，达到缓冲和稳定胞内[Ca2+]c的作用。因此，研究MCU钙摄取对于线粒体钙转运的调控和对细胞内钙稳态的缓冲具有十分重要的意义。
　　本研究第一部分，选择了携带tRNAIleA4263G线粒体基因突变、具有母系遗传特征的原发性高血压患者，提取构建永生化淋巴细胞，就细胞的基本特征和功能、[Ca2+]m和[Ca2+]c，特别是MCU等以及Ca2+相关蛋白MICU1、VDAC、NCLX的表达与功能进行了检测。
　　第二部分，选择SHR大鼠与WKY大鼠在MCU表达、钙离子流(Ica，L)改变进行检测;构建SHR大鼠MCU过表达动物模型及基因沉默细胞，检测VSMC表型转化、[Ca2+]m和[Ca2+]c的变化、收缩型标志蛋白α-SMA和SMA-actin表达、以及细胞周期细胞增殖和细胞钙离子流(Ica，L)、钙激活钾电导(GK/Ca)的改变。
　　第一部分结果1、tRNAIleA4263G突变细胞系[Ca2+]m水平显著低于正常对照组细胞系， tRNAIleA4263G突变淋巴母细胞[Ca2+]c与对照组比较显示更高水平;暴露于咖啡因后，突变细胞系[Ca2+]c明显高于对照组;相反，突变细胞系[Ca2+]m明显低于对照组。
　　2、携带线粒体tRNAIleA4263G突变细胞系与对照组相比较，Western blot检测发现MCU表达显著降低，MICU1表达与对照组相比较虽下降，但二者没有显著性差异;突变细胞系VDAC表达与对照组相比较显著增加，NCLX相对表达量无明显改变。
　　3、siRNA-MCU处理后细胞系的[Ca2+]c水平发生了增加，[Ca2+]m水平则显著减少，同样进行MCU选择性抑制剂Ru360处理后，[Ca2+]m显现减少，[Ca2+]c显现增加。
　　第二部分结果1、对SHR和WKY的VSMCs进行MCU表达检测发现，WKY组明显高于SHR组; SHR组VSMCs的Ica，L电流密度明显高于WKY组;SHR组钙通道激活曲线左移，而失活曲线右移，从而导致窗口电流增加。
　　2、MCU过表达组发现α-SMA、SM22α和SMA-actin表达明显增加;细胞增殖实验和周期实验表明MCU过表达组VSMCs与对照组相比较处于细胞增殖期。
　　3、MCU过表达组与SHR组相比较VSMCs的[Ca2+]m增加，而[Ca2+] c降低。
　　第一部分结论:1、来自携带tRNAIleA4263G突变的母系遗传高血压患者的永生淋巴细胞，其Ca2+摄取明显降低，而[Ca2+]c增加，导致[Ca2+]m/[Ca2+]c比值下降，引起细胞内钙超载和细胞功能改变，这可能是线粒体基因突变导致高血压发生的主要机制之一。
　　2、携带tRNAIleA4263G突变细胞系MCU表达显著下调，MCU是线粒体Ca2+摄取的最主要元件，故我们认为线粒体基因突变导致线粒体Ca2+摄取减少主要机制是来自线粒体MCU蛋白降低，而与MICU1无关。
　　3、虽然携带tRNAIleA4263G突变细胞的VDAC表达上调，由于其对线粒体Ca2+摄取和外排均有作用，故认为其在突变细胞的线粒体Ca2+摄取处置中的作用有限，或可能由于mPTP外排，导致线粒体结构和功能其他损伤而引起。
　　第二部分:1、SHR的VSMCs上MCU的表达显著低于WKY组;过表达MCU干预细胞，使细胞向收缩型转化或维持收缩性不变，缓解了SHR的VSMCs合成型增加，细胞增殖，这可能是血管壁增厚降低的原因。
　　2、过表达MCU引起SHR组VSMCs表型改变的主要原因与其增加[Ca2+]m有关，后者降低[Ca2+]c，进而降低细胞表型转化和细胞增殖。
　　3、SHR的VSMCs中ICa，L的及GK/Ca的改变也在[Ca2+]c平衡和后续效应中产生一定作用，也需引起我们注意。

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声明

英文缩略词(按缩写字母顺序排列)

摘要

前言

第一部分 线粒体A4263G突变致线粒体钙转运障碍及在高血压发生中的作用

1 材料和方法

2 统计学处理

3 结果

4、讨论

小结

第二部分 SHR大鼠平滑肌细胞钙离子处置与细胞功能

1 材料与方法

2 统计学处理

3 结果

4 讨论

小结

结论

参考文献

综述 线粒体钙单向转运体及其蛋白相互作用的调控

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