骨形成蛋白4诱导大鼠H9c2心肌细胞肥大的作用机制

摘要

目的 探讨骨形成蛋白4(BMP4)诱导大鼠H9c2心肌细胞肥大的作用机制.方法 培养大鼠心肌细胞株H9c2,使细胞同步化.实验分2部分,第1部分取同步化的心肌细胞,加50μg·L-1 BMP460μL进行干预,分别在干预后0、1、4、8、12、24 h检测磷酸化蛋白激酶B(P-Akt)蛋白的表达;第2部分将同步化的心肌细胞随机分为对照组、BMP4组、BMP4+LY294002组及BMP4+3MA组.对照组细胞应用体积分数1％胎牛血清培养基培养;BMP4组细胞应用含50μg·L-1 BMP4的体积分数1％胎牛血清培养基培养;BMP4+LY294002组细胞先应用25μmol·L-1的LY294002预处理120 min,再以含50μg·L-1 BMP4的体积分数1％胎牛血清培养基培养;BMP4+3MA组细胞先应用10 mmol·L-1的自噬抑制剂3MA预处理120 min,再以含50μg·L-1 BMP4的体积分数1％胎牛血清培养基培养.各组细胞给予BMP448 h后采用Image J软件测量细胞表面积.二喹啉甲酸法检测各组心肌细胞内蛋白含量.采用Western blot检测各组细胞给予BMP41 h后磷酸化磷脂酰肌醇3(P-PI3K)、P-Akt及自噬微管相关蛋白1轻链3(LC3)蛋白的表达,给予BMP448 h后检测脑钠肽(BNP)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达.结果 BMP4作用心肌细胞0、1、4、8、12、24 h后P-Akt蛋白相对表达量分别为0.56±0.02、0.92±0.12、0.42±0.10、0.63±0.11、0.64±0.23、0.29±0.08,BMP4作用大鼠心肌细胞1 h后P-Akt蛋白相对表达量均高于其他时间点(P<0.05).BMP4组大鼠心肌细胞表面积及总蛋白含量高于对照组(P<0.01);BMP4+LY294002组与对照组大鼠心肌细胞表面积及总蛋白含量比较差异无统计学意义(P>0.05);BMP4+3MA组大鼠心肌细胞表面积大于对照组(P<0.01),BMP4+3MA组与对照组大鼠心肌细胞总蛋白含量比较差异无统计学意义(P>0.05);BMP4+LY294002、BMP4+3MA组H9c2大鼠心肌细胞表面积及总蛋白含量均低于BMP4组(P<0.05);BMP4+LY294002组与BMP4+3MA组大鼠心肌细胞表面积及总蛋白含量比较差异无统计学意义(P>0.05).BMP4组、BMP4+3MA组大鼠心肌细胞内P-PI3K蛋白表达水平高于对照组,BMP4+LY294002组心肌细胞内P-PI3K蛋白表达水平低于对照组(P<0.01);BMP4、BMP4+3MA、BMP4+LY294002组大鼠心肌细胞内P-PI3K蛋白表达水平呈逐渐降低趋势,3组大鼠心肌细胞内P-PI3K蛋白表达水平两两比较差异均有统计学意义(P<0.05).BMP4、BMP4+3MA组大鼠心肌细胞内P-Akt、LC3蛋白表达水平高于对照组(P<0.01),BMP4+LY294002组与对照组大鼠心肌细胞内P-Akt、LC3蛋白表达水平比较差异无统计学意义(P>0.05);BMP4+3MA、BMP4+LY294002组大鼠心肌细胞内P-Akt、LC3蛋白表达水平低于BMP4组(P<0.05);BMP4+3MA组与BMP4+LY294002组大鼠心肌细胞内P-Akt、LC3蛋白表达水平比较差异无统计学意义(P>0.05).BMP4组大鼠心肌细胞内 α-SMA蛋白表达水平高于对照组(P<0.01),BMP4+3MA、BMP4+LY294002组与对照组大鼠心肌细胞内 α-SMA蛋白表达水平比较差异无统计学意义(P>0.05);BMP4+3MA、BMP4+LY294002组大鼠心肌细胞内 α-SMA蛋白表达水平低于BMP4组(P<0.05);BMP4+3MA组大鼠心肌细胞内 α-SMA蛋白表达水平高于BMP4+LY294002组(P<0.05).BMP4、BMP4+3MA组大鼠心肌细胞内BNP蛋白表达水平高于对照组(P<0.01);BMP4+LY294002组与对照组大鼠心肌细胞内BNP蛋白表达水平比较差异无统计学意义(P>0.05);BMP4+3MA、BMP4+LY294002组大鼠心肌细胞内BNP蛋白表达水平低于BMP4组(P>0.05).结论 BMP4可能通过激活PI3K-Akt通路增加自噬活性,从而诱导大鼠H9c2心肌细胞肥大.