SIRT1通过调节氧化应激参与老年COPD大鼠心脏损伤的机制研究

摘要

目的：以老年COPD大鼠为模型观察COPD诱导心脏损伤的改变，研究SIRT1调控COPD诱导心脏氧化应激损伤的机制，探讨SIRT1激动剂白藜芦醇在老年COPD大鼠心脏氧化应激损伤中的保护作用。
　　 方法：动物实验1.3月龄及22月龄雄性SD大鼠，分为青年对照组（12只）、青年COPD组（12只）、老年对照组（12只）、老年COPD（11只）、老年COPD+白藜芦醇（Rrsveratrol，Res）组（12只）。两年龄组中的COPD组及COPD+Res组大鼠于实验第1、25天气管内注入脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）200μg/200μl，第2-24天、26-56天被动吸烟。老年COPD+Res组大鼠提前2天给与白藜芦醇25/mg/d灌药至实验结束。共8周。2.测量各组大鼠体重、左心室重量、心脏超声；漂浮导管测量右心室压（Right Ventricular Pressure，RVP）、肺动脉压（PulmonaryArterial Pressure，PAP）及左心室舒张末压（Left Ventricular End Diastolic Pressure，LVEDP）；HE染色观察心脏病理、Masson染色明确心肌间质胶原纤维增生情况，透射电镜检测心肌超微结构改变；试剂盒检测各组大鼠心肌丙二醛（malondialdehyde，MDA）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）水平；免疫组化检测心肌 8-羟基脱氧鸟苷（8-hydroxy-2’-deoxyguanine，8-OHdG）的表达；末端脱氧核酸转移酶介导的d-UDP缺口末端标记（Terminal deoxynucleotidvl transferase-mediated d-UDP nickendlabelling，TUNEL）法检测心肌细胞凋亡情况。Taqman探针荧光定量PCR检测各组大鼠心肌SIRT1的mRNA表达，Weston Blot检测大鼠心肌SIRT1和p-FOXO3a的蛋白表达。细胞实验1.H9C2细胞分为对照组（C组）、溶剂对照组（DMSO组）、香烟提取液（Cigarette Smoke Extract，CSE）刺激组（CSE组）、CSE+Res组、Res组。CSE干预组给予CSE25μg/ml干预3-72小时，Res用药组提前30分钟给予Res 20μmol/L，DMSO组给予与Res等量的DMSO。2.噻唑蓝（MTT）法检测细胞增殖情况；特异性荧光探针CM-H2DCFDA和荧光微量平板法检测ROS的表达；荧光分光光度计检测细胞线粒体膜电位，试剂盒检测各组细胞半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）活性；Taqman探针荧光定量PCR检测各组细胞SIRT1的mRNA表达，Weston Blot 检测各组细胞SIRT1和p-FOXO3a的表达。
　　 结果：第一部分 1.青年、老年COPD模型的肺部病理改变符合COPD的特点。2.与老年对照组相比，老年COPD组心肌间质胶原纤维含量升高（P<0.01）。左室舒张末径（Left Ventricular End-Diastolic Dimension，LVEDD）、LVEDP显著升高（P<0.05），8-OHdG表达显著升高（P<0.01），MDA增加（P<0.01），SOD活性下降（P<0.01）。
　　 第二部分 体内实验1.与老年对照组大鼠相比，老年COPD组大鼠SIRT1mRNA、蛋白表达均降低（P<0.05），p-FOXO3a蛋白表达降低（P<0.05）；心肌细胞凋亡数量增加（P<0.05）；2.与老年COPD组大鼠相比，老年COPD+Res组大鼠SIRT1 mRNA、蛋白表达均升高（P<0.05），p-FOXO3a蛋白表达升高（P<0.05）。心肌间质胶原纤维含量下降（P<0.01），LVEDD下降（P<0.05）。8-OHdG的表达显著降低（P<0.05），MDA水平降低（P<0.05），SOD活性升高（P<0.05）；心肌细胞凋亡数量显著减少（P<0.05）。体外实验1.与C组相比，CSE刺激组SIRT1mRNA及蛋白相对表达量、P-FOXO3a蛋白相对表达量均显著降低（P<0.01）；与CSE组相比，CSE+Res组SIRT1mRNA、蛋白相对表达量及p-FOXO3a蛋白相对表达量升高（P<0.05）。2.随CSE刺激浓度增加，H9C2产生ROS增加；提前给予Res后ROS产生减少（P<0.05）。3.与C组相比，CSE组ROS表达显著增强（P<0.01），caspase-3活性显著增加（P<0.01）；CSE+Res组与CSE组相比，ROS表达减弱（P<0.01）；caspase-3活性显著降低（P<0.01）。
　　 第三部分体内实验老年COPD组线粒体结构严重破坏，嵴消失。老年COPD+Res组线粒体结构损伤减轻。体外实验 随 CSE刺激浓度增加，H9C2细胞的线粒体膜电位降低，提前给予Res可以使线粒体膜电位升高（P<0.01）。
　　 结论：1.老年COPD大鼠发生心室重塑加重、心功能受损，与氧化应激损伤有关；2.SIRT1通过影响心肌线粒体膜电位调节线粒体ROS的产生，可能是SIRT1参与COPD大鼠心脏氧化应激损伤的调控机制之一；3.SIRT1参与COPD大鼠心脏氧化应激损伤的调控机制可能还与p-FOXO3a表达改变有关，有待于进一步研究；4.白藜芦醇通过刺激SIRT1的表达减轻心脏氧化应激和凋亡，可在COPD大鼠心脏损伤中发挥保护作用。

目录

文摘

英文文摘

前 言

第一部分 老年COPD大鼠模型的制备及其心室重塑、氧化应激损伤的研究

前言

材料与方法

结果

讨论

小结

第二部分 SIRT1调控COPD诱导心肌氧化应激损伤的机制及SIRT1激动剂白藜芦醇心脏保护作用研究

前言

动物实验部分

细胞实验

讨论

小结

第三部分 SIRT1调节心肌线粒体产生ROS的机制及白藜芦醇保护作用研究

前言

动物实验部分

细胞实验

讨论

小结

全文总结

参考文献

综述 SIRT1在心血管系统的主要作用因子及其在心血管疾病方面的研究进展

参考文献

英文缩略词表

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