miR-145抑制CaMKⅡ_NF-κB_NLRP3信号通路激活改善心肌肥厚的研究.pdf
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1、论 著 d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 6 7 1-8 3 4 8.2 0 2 3.1 2.0 0 1m i R-1 4 5抑制C a MK/N F-B/N L R P 3信号通路激活改善心肌肥厚的研究*吴浩亮1,2,3,陶 波1,2,3,崔胜宇1,2,3,易 欣1,2,3,冯高科1,2,3,吴青青1,2,3,孟祥平4,徐 林5(1.武汉大学人民医院心内科 4 3 0 0 6 0;2.武汉大学心血管病研究所 4 3 0 0 6 0;3.心血管病湖北省重点实验室,武汉 4 3 0 0 6 0;4.湖北省武汉市第四医院老年病科 4 3 0 0 6 0;5.武汉大学人民医
2、院老年病科 4 3 0 0 6 0)摘要 目的 研究微小R NA-1 4 5(m i R-1 4 5)是否可以通过减少炎症小体激活来改善心肌 肥厚。方法 将2 4只8周龄健康S D大鼠分为4组:假手术组(s h a m组)、主动脉缩窄(T A C)手术组(T A C组)、注射装载有m i R-1 4 5腺病毒的T A C手术组(T A C+m i R-1 4 5组)、注射阴性对照病毒的T A C手术组(T A C+N C组)。m i R-1 4 5和阴性对照病毒经颈静脉注射进入大鼠体内。病毒注射1周后通过T A C构建大鼠病理性心肌肥厚模型,采用超声心动图和心脏苏木素-伊红(HE)染色评估心肌
3、肥厚程度。从新生乳鼠心脏中分离提取原代心肌细胞,将腺病毒转入原代心肌细胞中,并使用血管紧张素(A n g)诱导原代心肌细胞肥厚。通过核因子-B(N F-B)和细胞内活性氧(R O S)荧光染色检测心肌细胞中炎症和氧化应激水平。细胞TUN E L染色检测心肌细胞焦亡水平。实时荧光P C R和蛋白免疫印迹技术检测m i R-1 4 5和相关蛋白的表达水平。结果 与s h a m组比较,T A C组术后2周大鼠心肌肥厚程度明显增加(P0.0 5),而T A C+m i R-1 4 5组大鼠心肌肥厚程度则较T A C+N C组有明显减轻(P0.0 5)。细胞实验发现血管紧张素刺激的心肌细胞肥厚程度明显
4、(P0.0 5),m i R-1 4 5过表达时心肌细胞肥厚程度明显改善(P0.0 5);m i R-1 4 5下游分子C a MK磷酸化水平明显下降(P0.0 5);N F-B的磷酸化水平及细胞内活性氧水平也较T A C+N C组明显降低(P0.0 5)。在原代心肌细胞中过表达m i R-1 4 5可以降低炎症小体N L R P 3及下游分子C a s p a s e-1,I L-1和I L-1 8的表达水平。结论 过表达m i R-1 4 5减轻了压力超负荷诱导的心肌肥大,其机制可能与抑制C a MK/N F-B/N L R P 3信号通路的激活有关。关键词 微小R NA-1 4 5;心肌
5、肥厚;焦亡;炎症;钙调蛋白依赖性蛋白激酶;NO D样受体蛋白3 中图法分类号 R 5 4 2.2 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1-8 3 4 8(2 0 2 3)1 2-1 7 6 1-0 8U p r e g u l a t i o n o f M i R-1 4 5 c a n r e d u c e m y o c a r d i a l h y p e r t r o p h y b y r e d u c i n g c a r d i a c i n f l a mm a t i o n i n d u c e d b y C a MK/N F-B/N L R P 3 s
6、 i g n a l i n g a x i s a c t i v a t i o n*WU H a o l i a n g1,2,3,T A O B o1,2,3,C U I S h e n g y u1,2,3,Y I X i n1,2,3,F ENG G a o k e1,2,3,WU Q i n g q i n g1,2,3,MENG X i a n g p i n g4,XU L i n5(1.D e p a r t m e n t o f C a r d i o l o g y,R e n m i n H o s p i t a l o f W u h a n U n i v e
7、 r s i t y,W u h a n,H u b e i 4 3 0 0 6 0,C h i n a;2.C a r d i o v a s c u l a r R e s e a r c h I n s t i t u t e o f W u h a n U n i v e r s i t y,W u h a n,H u b e i 4 3 0 0 6 0,C h i n a;3.H u b e i K e y L a b o r a t o r y o f C a r d i o l o g y,W u h a n,H u b e i 4 3 0 0 6 0,C h i n a;4.D
8、 e p a r t m e n t o f G e r i a t r i c s,W u h a n F o u r t h H o s p i t a l,W u h a n,H u b e i 4 3 0 0 6 0,C h i n a;5.D e p a r t m e n t o f G e r i a t r i c s,R e n m i n H o s p i t a l o f W u h a n U n i v e r s i t y,W u h a n,H u b e i 4 3 0 0 6 0,C h i n a)A b s t r a c t O b j e c t
9、 i v e T o i n v e s t i g a t e w h e t h e r m i c r o R NA-1 4 5(m i R-1 4 5)c a n i m p r o v e m y o c a r d i a l h y-p e r t r o p h y b y r e d u c i n g t h e a c t i v a t i o n o f i n f l a mm a s o m e.M e t h o d s A t o t a l o f 2 4 e i g h t-w e e k-o l d h e a l t h y S D r a t s w
10、 e r e r a n d o m l y d i v i d e d i n t o f o u r g r o u p s:t h e s h a m o p e r a t i o n g r o u p(s h a m),t h e t r a n s v e r s e a o r t i c c o n s t r i c t i o n(T A C)o p e r a t i o n g r o u p(T A C),t h e T A C g r o u p i n j e c t e d w i t h m i R-1 4 5 a d e n o v i r u s(T A
11、 C+m i R-1 4 5),a n d t h e T A C g r o u p i n j e c t e d w i t h n e g a t i v e c o n t r o l v i r u s(T A C+N C).m i R-1 4 5 a n d n e g a t i v e c o n t r o l v i r u s w e r e i n j e c t e d i n t o r a t s v i a j u g u l a r v e i n.O n e w e e k a f t e r v i r u s i n j e c t i o n,t h
12、 e r a t m o d e l o f p a t h o l o g i c a l m y o c a r d i a l h y p e r t r o p h y w a s e s t a b l i s h e d b y T A C.E c h o c a r d i o g r a p h y a n d c a r d i a c h e m a t o x y l i n-e o s i n(HE)s t a i n i n g w e r e u s e d t o a s s e s s t h e d e g r e e o f m y o c a r d i
13、a l h y p e r t r o p h y.P r i m a r y c a r d i o m y o c y t e s w e r e i s o l a t e d f r o m n e o n a t a l r a t h e a r t s,a n d a d-e n o v i r u s w a s i n t r o d u c e d i n t o p r i m a r y c a r d i o m y o c y t e s.A n g i o t e n s i n (A n g)w a s u s e d t o i n d u c e h y p
14、 e r t r o p h y o f-p r i m a r y c a r d i o m y o c y t e s.T h e l e v e l s o f i n f l a mm a t i o n a n d o x i d a t i v e s t r e s s i n c a r d i o m y o c y t e s w e r e d e t e c t e d b y N F-B a n d R O S f l u o r e s c e n c e s t a i n i n g.TUN E L s t a i n i n g w a s u s e d
15、t o d e t e c t m y o c a r d i a l p y r o s i s.R e a l-t i m e P C R a n d W e s t e r n B l o t t i n g w e r e u s e d t o d e t e c t t h e e x p r e s s i o n l e v e l s o f m i R-1 4 5 a n d r e l a t e d p r o t e i n s.R e s u l t s C o m p a r e d1671重庆医学2 0 2 3年6月第5 2卷第1 2期*基金项目:国家自然科学基
16、金项目(8 1 3 7 0 2 8 3;8 1 1 0 0 1 3 0)。作者简介:吴浩亮(1 9 9 7-),硕士,主要从事心肌重塑方面的研究。通信作者,E-m a i l:l i n x u 2 0 1 8w h u.e d u.c n。w i t h r a t s i n t h e s h a m g r o u p,t h e d e g r e e o f m y o c a r d i a l h y p e r t r o p h y o f r a t s i n t h e T A C g r o u p w a s s i g n i f i c a n t l y i
17、 n c r e a s e d(P0.0 5),w h i l e t h e d e g r e e o f m y o c a r d i a l h y p e r t r o p h y i n r a t s w i t h o v e r e x p r e s s i o n o f m i R-1 4 5 w a s s i g n i f i c a n t l y r e d u c e d(P0.0 5).I n t h e c e l l e x p e r i m e n t,t h e d e g r e e o f m y o c a r d i a l c e
18、 l l h y p e r t r o p h y s t i m u l a t e d b y a n g i o t e n s i n w a s s i g n i f i c a n t l y o b v i o u s(P0.0 5).Wh i l e i n t h e c e l l s w i t h m i R-1 4 5 o v e r e x p r e s s i o n,t h e d e g r e e o f m y o c a r d i a l c e l l h y p e r t r o p h y w a s s i g n i f i c a
19、n t l y i m p r o v e d(P0.0 5),t h e p h o s p h o r y l a t i o n l e v e l o f t h e d o w n s t r e a m m o l e c u l e C a MK o f m i R-1 4 5 d e c r e a s e d s i g n i f i c a n t l y(P0.0 5),t h e p h o s p h o r y l a t i o n l e v e l o f i n f l a mm a t i o n r e l a t e d i n d e x N F
20、a n d t h e l e v e l o f r e a c t i v e o x y g e n s p e c i e s(R O S)w e r e a l s o s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a n t h o s e i n t h e c o n t r o l g r o u p(P0.0 5).T h e o v e r e x p r e s s i o n o f m i R-1 4 5 i n p r i m a r y m y o c a r d i a l c e l l s c o u l d r e d
21、u c e t h e i n f l a mm a s o m e N L R P 3 a n d d o w n s t r e a m m o l e c u l e s C a s p a s e-1,I L-1 a n d I L-1 8 e x p r e s s i o n l e v e l.C o n c l u s i o n O v e r e x p r e s s i o n o f m i R-1 4 5 a l l e v i a t e s m y o c a r d i a l h y p e r t r o p h y i n d u c e d b y p
22、 r e s s u r e o v e r l o a d,a n d t h i s i m p r o v e m e n t a p p e a r s t o b e r e l a t e d t o i n h i b i t i o n o f a c t i v a t i o n o f t h e C a MK/N F-B/N L R P 3 s i g n a l i n g p a t h w a y,w h i c h m a y b e a p o t e n t i a l t r e a t m e n t f o r p a t h o l o g i c
23、a l h y p e r t r o p h y.K e y w o r d s m i c r o R NA-1 4 5;m y o c a r d i a l h y p e r t r o p h y;p y r o p t o s i s;i n f l a mm a t i o n;C a MK;N L R P 3 病理性心肌肥厚是指在各种病理因素作用下导致的心脏体积增大,其特点是细胞内蛋白质合成增加、细胞体积增大、间质细胞增殖、钙超载增强和炎性反应1。病理性心肌肥厚可由不同的病理因素引起,如前后机械负荷过大、神经体液调节失衡或者一些遗传性因素等2。众多研究表明,炎症在病理性心肌肥
24、厚中起着关键驱动作用,减少心肌炎症对于治疗病理性心肌肥厚尤为重要3。其中,炎 症小体NO D样 受 体 蛋 白3(N L R P 3)介导的无菌性炎性反应在心肌肥厚中也发挥着重要的调控作用4。经典的细胞焦亡过程通过N L R P 3炎性小体复合体发挥作用。N L R P 3是一种多蛋白复合物,是N O D样受体(N L R)家族最著名的炎症小体5。N L R在细胞稳态、自噬6、凋亡7、焦亡8等多种病理生理过程中发挥重要作用。在病理性心肌肥厚早期,N L R P 3介导的无菌性炎性反应刺激诱发心肌肥厚;在心肌肥厚逐渐向心力衰竭发展过程中,无菌性炎性反应持续刺激诱导心肌细胞发生焦亡9。钙调蛋白依赖
25、性蛋白激酶(C a MK)是一种丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白激酶,在心脏中含量丰富1 0。C a MK是血管紧张素(A n g)的下游受体,也受细胞内C a2+浓度调节。激活后的C a MK可以促进C a2+内流增加,从而增强心肌细胞收缩力1 1。C a MK可被细胞内活性氧(R O S)激活1 2,此外,C a MK还是-肾上腺素能受体的效应器1 3。C a MK过度激活会导致心肌细胞内C a2+超载,会导致心肌细胞发生代偿性肥大1 4。持续抑制C a MK活性可以延缓压力超负荷诱导的心肌肥厚的进展。此外,心脏中C a MK激活可以与I B 相互作用并加速I B 的磷酸化,从而诱导N F-B激活
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