GATA-4在EPO抗心肌缺血再灌注損傷中的作用機制研究.pdf

1、促紅細胞生成素(erythropoietin，EPO)最初被認為是特異性作用于紅系祖細胞的造血生長因子。近年來，實驗研究發(fā)現(xiàn)促紅細胞生成素(erythropoietin，EPO)可以明顯改善心肌缺血．再灌注損傷(ischemiareperfusion injury，IRI)。EPO可使細胞內(nèi)多種信號通路活化(如：JAK2、STAT5、P13K/Akt、MAPK、PKC等)發(fā)揮抗凋亡和細胞保護作用，但EPO可調(diào)節(jié)哪些核轉錄因子尚不清楚。

2、 目前已知參與調(diào)控心肌細胞生長和凋亡的核轉錄因子有：GATA-4、GATA-6、NKX2.5、MEF2、NF-кB等。其中GATA-4是一個鋅指蛋白，在心臟發(fā)育中起關鍵作用，是心臟中最早表達的轉錄因子之一，它在成年脊椎動物體內(nèi)也持續(xù)表達。GATA-4在抑制doxorubicin引起的心肌細胞毒性、缺血預處理及HGF抗心肌細胞凋亡中起著重要的作用。那么，EPO是否可通過調(diào)控核轉錄因子GATA-4減輕心肌缺血再灌注損傷呢?因而，本研究

3、分別以在體動物心肌缺血再灌注(ischemia/reperfusion，I/R)和體外培養(yǎng)心肌細胞缺氧復氧(anoxia/reoxygenation，A/R)模型，采用體外轉染GATA-4顯性失活突變質(zhì)粒dominant negative GATA-4(dn-GATA-4)特異性抑制GATA-4信號轉導，明確核轉錄因子GATA-4在EPO抗心肌I/R損傷中的作用。 首先，以結扎雄性BALB/C小鼠左冠狀動脈前降支(left an

4、teriordescending coronary artery，LAD)45min再灌注4 h的方法建立小鼠心肌缺血再灌注損傷模型，在再灌注即刻腹腔注射EPO，觀察EPO對心肌細胞的作用效應。結果發(fā)現(xiàn)EPO使I/R心肌細胞凋亡減少43.14％、心肌細胞壞死減少68.15％、心梗面積infarct area/risk area(IA/RA)、infarct area/left ventricle(IA/LV)各下降43.40％、47.7

5、7％，同時明顯抑制了心律失常、改善了心室功能，使左心室射血分數(shù)、短軸縮短率各升高12.8％、25.10％(p<0.05)。EPO的上述作用效應是否與核轉錄因子GATA-4相關呢?我們進一步取心肌組織胞核蛋白進行Western blot檢測，結果提示：與缺血再灌注組相比，EPO使磷酸化GATA-4、總GATA-4各增高41.01％、29.50％，使心肌細胞中GATA-4 mRNA水平增高110.27％，同時伴有磷酸化Akt、bcl-2分別

6、增高31.82％、178.70％(p<0.05)。提示EPO的心肌保護作用可能與GATA-4密切相關，同時伴有磷酸化Akt、bcl-2蛋白表達水平的明顯升高。為了排除整體動物實驗時其他因素的影響，明確GATA-4在EPO抗心肌細胞缺血-再灌注損傷中的作用，我們復制了體外培養(yǎng)的心肌細胞A/R模型。 結果顯示：在心肌細胞缺氧后復氧即刻給予EPO，與A/R組相比，可明顯抑制心肌細胞凋亡。Western blot顯示：與單純A/R組相比

7、，磷酸化GATA-4及bcl-2分別增高151.71％，119.40％。通過轉染dominant negativeGATA-4(dnGATA4)特異性抑制GATA-4的信號激活，EPO的上述效應則受到明顯抑制。上述結果提示：EPO對A/R誘導的凋亡心肌細胞保護作用確實與GATA-4信號的激活密切相關，并且與其上調(diào)抗凋亡基因bcl-2水平有關。我們體內(nèi)外實驗研究證實：在缺血(氧)后再灌注或復氧即刻，單次應用EPO，對心肌細胞具有明顯的保護