SIRT1信号通路介导补骨脂酚抗心肌缺血再灌注损伤的机制研究

发布时间：2018-06-21 07:34

本文选题：补骨脂酚 + 沉默信息转录调控因子1　；参考：《南昌大学》2016年博士论文

【摘要】：研究背景缺血性心脏病,又称为冠状动脉粥样硬化性心脏病(简称冠心病),已经成为全世界人口死亡的第一病因。已有证据表明,冠状动脉硬化斑块堵塞血管造成的心肌缺血会导致心肌组织损伤,血管堵塞解除后,心肌组织重新获得血液供应的过程,也会进一步造成心肌组织损伤,这种过程与现象被称之为缺血/再灌注损伤(ischemia/reperfusion injury,IRI)。目前用于防治心肌IRI的药物很多,但是鉴于这些药物的副作用、安全性、伦理方面等问题,至今仍然未能获得理想的心肌保护药物。补骨脂酚(Bakuchiol,BAK)是一种从豆科植物补骨脂的种子中分离出来的单萜酚,对肝脏、皮肤等多个脏器具有保护功能。近来的研究表明,补骨脂酚具有广泛的药理学作用,包括抗氧化、抗炎性反应、抗衰老和抗糖尿病等效应。由于氧化应激、炎症反应和糖尿病状态都是心肌缺血再灌注损伤发生机制的重要组成部分,提示补骨脂酚可能具有抗心肌缺血再灌注损伤的效果。沉默信息调制因子1(Silent information regulator 1,SIRT1)是一种组蛋白脱乙酰化酶,依赖于尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)发挥其生物学效应,在热量摄入限制(calorie restriction)介导的长寿机制中发挥重要作用,大量研究证实其具有显著的心肌保护效应。白藜芦醇(一种酚类天然抗毒素)被认为是SIRT1的天然激动剂。有研究表明,白藜芦醇的心肌保护效应是由SIRT1信号通路介导,通过抗氧化应激和改善线粒体功能实现的。此外,SIRT1可以激活过氧化物酶体增生物激活受体-γ的共激活因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptor-γco-activator-1α,PGC-1α)抑制氧化损伤的。PGC-1α活性的上调依赖于SIRT1途径的激活,对缺血/再灌注的大脑和肾脏组织具有保护作用。组织缺血再灌注后SIRT1/PGC-1α通路的激活会加速线粒体的生物生成动力学平衡,促进线粒体蛋白质的表达和功能恢复,从而缓解线粒体损伤。补骨脂酚是白藜芦醇的类似物,分子结构类似于白藜芦醇,本课题的科学假设是补骨脂酚的抗心肌缺血再灌注损伤效应也有可能是通过SIRT1途径实现的,本课题研究目的明确补骨脂酚的心肌保护效应,同时明确SIRT1/PGC-1α信号途径在补骨脂酚心肌保护机制中的作用。研究目的1.研究补骨脂酚是否具有抗心肌IRI作用与机制。2.明确补骨脂酚是否通过调控SIRT1通路发挥抗心肌IRI的保护作用。材料和方法实验材料:成年SD大鼠由第四军医大学实验动物中心提供,雄性,体重220-250g。实验方法:1.离体心脏IRI模型建立及血流动力学检测;2.乳鼠心肌细胞原代培养方法及SIRI模型建立;3.TUNEL法凋亡检测细胞凋亡率;4.离体心脏冠脉流出液和细胞培养液中LDH和CK-MB检测;5.心肌线粒体氧化应激各项指标;6.Western blot检测相关分子蛋白表达。结果1.补骨脂酚剂量依赖性上调大鼠正常离体灌注心脏SIRT1蛋白表达(P0.05)。2.补骨脂酚(0.25、0.5或1μM)预处理显著改善大鼠模拟缺血后心脏的血流动力学参数,剂量依赖性地降低心肌组织的凋亡细胞指数和心脏冠脉流出液中LDH和CK-MB含量(P0.05)。3.补骨脂酚预处理减轻IRI诱发的线粒体氧化应激损伤(P0.05)。4.补骨脂酚(0.25、0.5或1μM)在缺血前灌注5min,剂量依赖性地提高大鼠心脏组织中SIRT1、PGC-1α和Bcl2蛋白的表达,降低Bax蛋白的表达,其中以1μM补骨脂酚处理作用最明显(P0.05)。5.SIRT1抑制剂sirtinol抑制补骨脂酚对大鼠离体心脏血流动力学指标和心肌损伤的保护效应(P0.05)。6.SIRT1抑制剂sirtinol抑制补骨脂酚对大鼠离体心脏线粒体氧化应激损伤指标的保护效应(P0.05)。7.补骨脂酚(1μM)处理显著提高大鼠缺血再灌注离体心脏组织中SIRT1、PGC-1α和Bcl2蛋白表达,降低Bax蛋白表达。SIRT1特异性抑制剂Sirtinol逆转补骨脂酚对这些蛋白表达的影响(P0.05)。8.大鼠心肌细胞缺血再灌注损伤模型得到了一致的结果。补骨脂酚处理可显著提高大鼠心肌细胞SIRI后细胞活力、减少心肌细胞凋亡率、减少培养液中LDH水平,SIRT1 si RNA可以逆转补骨脂酚的保护作用。氧化应激相关指标检测发现,SIRT1 si RNA具有能够逆转补骨脂酚抗线粒体氧化应激损伤的作用(P0.05)。9.相关分子检测显示,补骨脂酚可以显著提高大鼠心肌细胞SIRI后SIRT1、PGC-1α和Bcl2蛋白表达,降低Bax蛋白表达,SIRT1 si RNA可以逆转补骨脂酚的保护作用(P0.05)。结论1.补骨脂酚(0.25~1μM)处理5min对正常大鼠离体灌注心脏功能无显著影响,也不造成心肌损伤,但是能促进心肌组织SIRT1蛋白的表达。2.补骨脂酚(0.25~1μM)缺血前处理5min可以有效对抗大鼠离体灌注心脏缺血再灌注模型的心肌损伤。3.补骨脂酚的心肌保护效应是通过激活SIRT1/PGC-1α信号转导途径,缓解线粒体氧化应激水平,抑制凋亡信号通路实现的。
[Abstract]:Background Ischemic heart disease , also known as coronary atherosclerotic heart disease ( CHD ) , has become the first cause of death in the world . There has been evidence that myocardial ischemia induced by coronary atherosclerotic plaques can lead to myocardial tissue injury , and myocardial tissue regeneration can lead to myocardial tissue injury . This process and phenomenon are referred to as ischemia / reperfusion injury ( IRI ) . It is suggested that the effects of anti - myocardial ischemia - reperfusion injury in liver and skin can be achieved . The study shows that the effect of anti - myocardial ischemia - reperfusion injury is mediated by the inhibition of oxidative stress , anti - inflammatory response , anti - aging and anti - diabetes . 3 . Apoptosis rate of rat hearts was detected by TUNEL method ; 4 . The expression of SIRT1.alpha . and Bcl - 2 protein in isolated hearts of rats was significantly improved .
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R541

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