DCA干预对缺氧复氧肥大心肌细胞能量代谢及细胞凋亡的影响

摘要

目的:探讨缺氧复氧损伤诱导体外培养的新生大鼠肥大心肌细胞凋亡及能量代谢途径变化及药物干预的作用.方法:取体外培养的新生大鼠心肌细胞,以血管紧张素Ⅱ诱导其肥大,分4组:一组于3%O2、5%CO2、92%N2三气培养箱中培养12 h,再恢复正常条件培养4h,建立缺氧复氧损伤的肥大心肌细胞模型;另三组加入二氯乙酸盐(DCA)使其终浓度分别为10-3mmol/L、10-4mmol/L和10-5mmol/L,再缺氧复氧相同时间.电镜观察肥大心肌细胞及凋亡细胞的超微结构变化,Hochest33342/PI荧光染色识别凋亡细胞;TUNEL法观察心肌细胞凋亡形态学特征,并记数凋亡心肌细胞数,检测心肌细胞凋亡率;以同位素液闪计数法测定丙酮酸脱氢酶(PDH)内碱脂酰转移酶-1(CPT-1)活性,以及葡萄糖有氧氧化率,葡萄糖酵解率和脂肪酸有氧氧化率.结果:肥大心肌细胞在缺氧12h复氧4h,TUNEL法可检测到阳性的凋亡细胞,凋亡率为(19.99±4.88)%,肥大心肌细胞缺氧培养12h后加入DCA10-3 mmol/L、10-4 mmol/L和10-5 mmol/L再复氧4h检测其凋亡率分别为(16.5±3.24)%、(17.4±3.72)%和(18.4±3.44)%;与正常心肌细胞比较,肥大心肌细胞总的PDH活性没有明显改变.但活化型PDH活性和葡萄糖氧化代谢率(GOR)显著增强,CPT-1活性和脂肪酸有氧氧化代谢率(FOR)显著降低;与对照肥大心肌细胞比较,二氯乙酸(DCA 10-3 mmol/L-DCA 110-3mmol/L)呈剂量依赖性的升高PDH活性和GOR,抑制CPT21活性,FOR和葡萄糖酵解率(glucolysis rate,GLR).结论:DCA对缺氧复氧损伤引起的肥大心肌细胞凋亡有抑制作用.肥大心肌细胞能量代谢向糖代谢转化,DCA可进一步增强糖有氧氧化代谢抑制脂肪酸代谢.