衰老大鼠心肌組織中HtrA2-Omi含量變化及可能的意義.pdf

1、衰老是機(jī)體隨年齡改變而發(fā)生的所有現(xiàn)象的集中體現(xiàn)。在衰老過程中,機(jī)體各組織器官的功能逐漸降低,最終導(dǎo)致機(jī)體死亡。因此,可以把衰老定義為機(jī)體對內(nèi)、外環(huán)境改變的、年齡依賴性的易損性增加。大量的研究表明,衰老是導(dǎo)致冠心病的主要獨立危險因子。衰老的心臟心功能下降、對缺血/再灌注損傷敏感性高、梗死面積大、溶栓治療和預(yù)后處理對老年心梗病人的收效也遠(yuǎn)不如對青年人,提示老年心臟對心肌缺血等疾病易感性增加,但其機(jī)制一直處于探索之中。近年的研究表明,人類和動

2、物衰老過程中出現(xiàn)大量心肌細(xì)胞丟失；從17歲到90歲,單純由于年齡因素,人體心肌細(xì)胞減少約1/3：在70歲健康男性中,僅由衰老導(dǎo)致的心肌細(xì)胞丟失就占左、右心室細(xì)胞總數(shù)的30％。由于心肌細(xì)胞是心臟功能活動的基本單位,這種隨年齡增長發(fā)生的心肌細(xì)胞進(jìn)行性丟失可能是衰老心臟心功能下降和對疾病易感性增加的重要因素。目前,全球人口老齡化趨勢增高,心血管疾病的發(fā)病率和死亡率都將繼續(xù)增長。因此,努力揭示與年齡相關(guān)的心肌細(xì)胞死亡機(jī)制,進(jìn)而尋求更有效的防治措

3、施是當(dāng)今亟待解決的重大科學(xué)問題。 一、衰老對心臟中HtrA2/Omi表達(dá)影響及與心肌細(xì)胞凋亡的關(guān)系 目的： 1、驗證衰老心臟心功能改變以及心肌細(xì)胞凋亡程度； 2、觀察衰老心肌組織中XIAP、HtrA2/Omi及Smac/DIABLO內(nèi)源性線粒體后凋亡調(diào)節(jié)蛋白的表達(dá),及其與心肌細(xì)胞凋亡的關(guān)系。 方法： (1)分別選取雄性成年SD大鼠(4-6月,n=39)(其中測定心功能死2只,呼吸道感染1只

4、)和老年SD大鼠(22-24月,n=63)(其中測定心功能死7只,排除患腫瘤2只,呼吸道感染6只),隨機(jī)分為以下4組： ①正常成年組(n=36)：經(jīng)右側(cè)頸總動脈插管進(jìn)入大鼠左心室,監(jiān)測心功能,不結(jié)扎冠狀動脈： ②正常老年組(n=36)：經(jīng)右側(cè)頸總動脈插管進(jìn)入大鼠左心室,監(jiān)測心功能,不結(jié)扎冠狀動脈； ③老年ucf-101組(n=6)：腹腔注射ucf-101(1.5μmol/kg)3小時后,經(jīng)右側(cè)頸總動脈插管進(jìn)入大鼠

5、左心室,監(jiān)測心功能,不結(jié)扎冠狀動脈； ④老年DMSO組(n=6)：腹腔注射DMSO(1.5μmol/kg)3小時后,經(jīng)右側(cè)頸總動脈插管進(jìn)入大鼠左心室,監(jiān)測心功能,不結(jié)扎冠狀動脈。 (2)經(jīng)右側(cè)頸總動脈插管進(jìn)入左心室,監(jiān)測心率、左心室壓力、左心室壓力變化最大速率和心肌收縮指數(shù)(Cardiac Index,CI)等心功能指標(biāo)； (3)分別采用原位末端標(biāo)記法(TUNEL)和Caspase-3活性測定法檢測大鼠心肌組織中

6、心肌細(xì)胞凋亡發(fā)生情況； (4)用Western-blot法檢測大鼠心肌組織中XIAP、HtrA2/Omi、Smac/DIABLO蛋白水平的表達(dá)水平； (5)用Real-Time PCR法檢測大鼠心肌組織中XIAP、HtrA2/Omi、Smac/DIABLO基因水平的表達(dá)水平。 小結(jié)： 1.衰老大鼠心肌細(xì)胞凋亡增加、心功能明顯降低； 2.衰老大鼠心肌組織中HtrA2/Omi表達(dá)明顯增高,XIAP表達(dá)

7、明顯下降,Smac/DIABLO表達(dá)不變。提示在衰老大鼠心肌組織中表達(dá)增多的HtrA2/Omi,可能導(dǎo)致了XIAP的降解以及隨后的Caspases活化和細(xì)胞凋亡； 3.在衰老大鼠中,給予特異性HtrA2/Omi的抑制劑可顯著減少心肌細(xì)胞凋亡,提示HtrA2/Omi在衰老心肌細(xì)胞凋亡中可能具有比較重要的作用。由于HtrA2/Omi是目前認(rèn)為較強(qiáng)的線粒體后促凋亡蛋白,因此特異性抑制HtrA2/Omi表達(dá)或阻斷其從線粒體的釋放,可能成

8、為抑制衰老心臟細(xì)胞凋亡的新靶點。 二、衰老心肌缺血/再灌注易感性增高可能與HtrA2/Omi的高表達(dá)有關(guān) 目的: 1、驗證衰老心臟對缺血/再灌注損傷的易感性增加； 2、觀察衰老心臟缺血/再灌注后心肌細(xì)胞中HtrA2/Omi是否由線粒體釋放入胞漿,并探討衰老的心臟與缺血/再灌注損傷易感性增加的機(jī)制。 方法: (1)分別選取雄性成年SD大鼠(4-6月,n=38)(其中測定心功能死3只,呼吸道感

9、染5只)和老年SD大鼠(22-24月,n=54)(其中測定心功能死4只,自發(fā)性腫瘤1只,呼吸道感染7只),隨機(jī)分為6組： ①成年偽手術(shù)組(成年Sham組n=6)：經(jīng)右側(cè)頸總動脈插管進(jìn)入大鼠左心室,監(jiān)測心功能,不結(jié)扎冠狀動脈； ②老年偽手術(shù)組(老年Sham組n=6)：經(jīng)右側(cè)頸總動脈插管進(jìn)入大鼠左心室,監(jiān)測心功能,不結(jié)扎冠狀動脈； ③成年缺血/再灌注組(成年MI/R組n=24)：左冠狀動脈前降支缺血30分鐘,再灌注3

10、小時； ④老年缺血/再灌注組(老年MI/R組n=24)：左冠狀動脈前降支缺血30分鐘,再灌注3小時; ⑤老年缺血/再灌注+ucf-101組(老年MI/R+ucf-101組n=6)：左冠狀動脈前降支缺血30分鐘,再灌注3小時,再灌注前10分鐘腹腔注射ucf-101(1.5μmol/kg); ⑥老年缺血/再灌注+Vehicle組(老年MFR+DMSO組n=6)：左冠狀動脈前降支缺血30分鐘,再灌注3小時,再灌注前10

11、分鐘腹腔注射DMSO(1.5μmol/kg)。 (2)六組實驗動物分別經(jīng)右側(cè)頸總動脈插管進(jìn)入左心室,監(jiān)測心率、左心室壓力、左心室壓力變化最大速率和心肌收縮指數(shù)(Cardiac Index,CI)等心功能指標(biāo)； (3)分別采用原位末端標(biāo)記法(TUNEL)和Caspase-3活性測定法測定心肌組織中心肌細(xì)胞凋亡發(fā)生情況； (4)采用Evanse blue和TTC復(fù)染法檢測心肌缺血/再灌注后大鼠心肌梗死面積；