EMP和X射线致大鼠心肌闰盘间隙增宽及其机制研究

发布时间：2020-02-15 13:26

【摘要】：随着日常生活中通讯、网络、医疗器械等设备的应用，辐射与我们的生活越来越密切。但是辐射在给人类带来便利的同时，也严重影响着人们的身体健康，因而受到人们的广泛关注。既往研究显示，大鼠在受到辐射作用后，会出现心电图、血压等改变，而这些改变与心肌闰盘（Intercalated Discs，ID）有着极其密切的关系，但具体的机制尚不清楚。本研究以SD大鼠和H9c2（2-1）心肌细胞株为研究对象，应用电镜、免疫组化、蛋白免疫印迹杂交、Real Time-PCR等实验方法，明确EMP和X射线辐照对大鼠心肌闰盘结构及其连接蛋白的影响及变化规律，并初步探明EMP和X射线辐照诱导心肌闰盘结构损伤的可能分子机制。 目的： 研究EMP及X线辐照对大鼠心肌闰盘结构及缝隙连接蛋白的影响及可能机制。 方法： 采用EMP和X射线分别照射SD大鼠。EMP辐照参数：场强为200kV/m，前沿15ns，脉宽10ns，脉冲次数200次，脉冲间隔为7s；X射线辐照剂量为20Gy。EMP辐照后0h、1h、3h、6h、12h和24h后，X射线辐照后1h、3h、6h、12h和24h后，分别麻醉条件下处死大鼠，取左心室肌，进行下一步实验检测。 1.用硝酸镧示踪法在电镜下观察心肌细胞和闰盘形态学的改变。 2.用Western Blot方法检测心肌闰盘缝隙连接蛋白Cx43，p-Cx43，Cx40及Cx45的含量变化。 3.用Real Time-PCR检测左心室肌的Cx43、Cx40及Cx45的mRNA表达水平及调控Cx43的miR-1表达水平的变化。 4.用20Gy（MTT法确定）的X射线照射H9c2（2-1）心肌细胞株，在照后1h、3h、6h、12h、24h收集细胞，用Western blot方法检测连接蛋白Cx43、p-Cx43的含量变化以及MAPK通路中p38、p-p38、ERK和p-ERK蛋白表达的改变，用RealTime-PCR检测Cx43mRNA水平和miR-1含量的变化。 结果： 1. EMP、X射线辐照SD大鼠，电镜下观察心肌闰盘结构异常，均呈闰盘间隙增宽且在1h~6h内随时间延长其损伤加重，12h后逐渐恢复，呈可逆性改变特征。 2. EMP、X射线辐照SD大鼠后，Cx43蛋白及其磷酸化水平均明显增高，而Cx40、Cx45蛋白变化不大。 3. EMP、X射线辐照射SD大鼠后，Cx43mRNA水平升高，而Cx40、Cx45的mRNA水平变化不显著；对Cx43基因具有调控作用的miR-1含量明显降低。 4. X射线20Gy照射大鼠心肌细胞H9c2（2-1）后，其Cx43和p-Cx43的蛋白表达水平降低，MAPK相关蛋白p38，p-p38，ERK和p-ERK的蛋白表达水平也均降低。而Cx43的mRNA水平略有升高， miR-1水平仅有降低趋势。。 结论： EMP及X射线均可作用于心肌闰盘，使闰盘间隙显著增宽，发生结构改变，损伤心肌细胞，并导致闰盘连接蛋白Cx43mRNA和蛋白及其磷酸化水平均明显增高，miR-1表达降低，miR-1可能参与了对Cx43基因的调控。EMP、X射线对心肌闰盘损伤的作用机制可能是射线作用于心肌闰盘结构，致使其连接子联接破坏，闰盘连接中最敏感的缝隙连接分离，使得其间隙增宽扩大，组成缝隙连接的主成份是Cx43蛋白，此时急需新Cx43更新补充，并修复受损的连接子，为此激活了Cx43基因高表达，加速Cx43磷酸化过程；另一途径通过miR-1对靶基因Cx43进行调控作用，miR-1降表达以促进Cx43的表达，，共同加快修复闰盘结构的损伤。
【图文】：

闰盘是心肌细胞膜的特化结构，心肌细胞间通过闰盘互相连接，使心室肌形成一个整体。闰盘是心肌细胞间机械连接与心电传导的结构单位。闰盘由心肌细胞间三种特殊的连接构成，分别是桥粒、中间连接和缝隙连接（如图1）。

图 2 缝隙连接及连接蛋白结构示意图2.4 连接蛋白43与MAPK信号调节信号转导通路（signal transduction pathway）：在细胞中各种信号转导分子相互识别、相互作用，将信号进行转换和传递，构成信号转导通路。当外界环境变化时，单细胞生物可以直接做出反应，多细胞生物则通过复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动。传导方式包括相邻细胞直接接触、细胞分泌各种化学物质来调节其它细胞代谢和功能。跨膜信号转导的一般步骤包括：特定的细胞释放信息物质，细胞物质经扩散或血循环到达靶细胞，与靶细胞受体特异性的结合，受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统，靶细胞产生生物学效应。目前发现有多条信号转导通路可以调节连接蛋白Cx43，能够使Cx43磷酸化，Cx43羧基末端的2个酪氨酸和21个丝氨酸中的12个位点可以被磷酸化[22]，其中丝裂原
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R818.74

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本文编号：2579822