运动诱导心脏再生:治疗心血管疾病的新途径

虽然成年哺乳动物的心脏具备有限的再生能力,但在心肌损伤后无法弥补丢失的心肌细胞.运动诱导心脏再生,不仅能促进心肌细胞的肥大和自我更新、抑制凋亡,而且能影响血管内皮细胞和成纤维细胞的功能.IGF-1/PI3K/Akt信号通路、C/EBPβ/CITED4转录因子、一氧化氮是运动促进心脏再生的重要分子机制.微小RNA作为生物学标记物,在运动诱导的心脏再生中的作用日益受到关注.更重要的是,运动诱导的心脏再生对心肌梗死、心肌缺血再灌注损伤、代谢型心肌病、衰老相关的心肌损伤具有保护效应.基于运动诱导的心脏再生将成为治疗心血管疾病的新途径.     

非编码RNA在调控心脏细胞死亡相关的心血管疾病中的作用

鉴于成年心脏中心肌细胞的再生能力有限,使得功能性心肌细胞的丧失成为心肌重塑相关的心血管疾病的主要原因.细胞凋亡、自噬和坏死过程涉及多个复杂的信号通路,控制着心肌细胞死亡和细胞存活的平衡,导致心肌细胞的损失.近年发现,非编码RNA(non-coding RNAs, ncRNAs)在心血管疾病相关的细胞死亡中发挥至关重要的作用.此外,线粒体的动态平衡与3种类型的细胞死亡密切相关,非编码RNA能够通过靶向细胞死亡信号通路中的基因来调节心肌细胞中的线粒体分裂/融合平衡.重点介绍了在应激状态下的心肌细胞中,关于细胞凋亡/自噬/坏死和ncRNAs之间复杂关系的最新研究进展,以及对心脏病治疗的潜在应用价值.     

p38信号通路参与P19CL6细胞早期心肌分化

以P19CL6小鼠畸胎瘤细胞心肌分化为模型,研究了p38信号通路在干细胞心肌分化早期阶段的作用.在诱导剂二甲基亚砜作用下,P19CL6细胞分化为自发跳动的心肌细胞,表达心肌标志性基因.在诱导分化过程中,p38信号通路活化.采用特异性抑制剂SB203580在早期分化阶段封闭p38信号通路,结果发现:高剂量SB203580诱导细胞凋亡;低剂量SB203580抑制心肌祖细胞标志基因GATA4和Nkx2.5的表达,并显著下调生心性信号分子BMP2和BMP4的表达.而过表达p38α质粒则能促进P19CL6细胞表达GATA4和Nkx2.5.表明p38信号通路正性调控P19CL6细胞的早期心肌分化,并维持细胞的增殖和存活能力.     

Wnt信号通路与心脏发育和心肌诱导分化

Wnt信号通路是调控心肌细胞分化和心脏发育的重要信号通路.在哺乳动物中,迄今已发现19个分泌性Wnt蛋白,10个Frizzled受体和多个拮抗分子,显示Wnt信号家族效应广泛复杂.Wnt通路大致分为β-catenin依赖的经典通路和β-catenin非依赖的非经典通路,二者均在心脏发育中发挥重要的作用,广泛调控心肌细胞的增殖、分化、黏附、迁移和极化等.研究发现,Wnt信号通路在心肌细胞分化进程中存在明显的阶段特异性效应,呈现典型的双相性作用.通过小分子或转基因等调制Wnt信号通路,可有效提高体外多能干细胞向心肌的诱导分化效率.     

补骨脂酚对阿霉素心肌细胞损伤的保护作用及机制研究

探究补骨脂提取物补骨脂酚(Bakuchiol,BAK)是否可以减轻ADR引起的心肌细胞损伤及其作用机制。首先建立损伤合适的H9c2心肌细胞ADR损伤模型,采用不同浓度BAK处理,观察其对心肌细胞ADR损伤是否有保护作用并筛选最佳保护浓度。检测的指标包括:细胞活力、凋亡率、活性氧(ROS)含量以及培养液中乳酸脱氢酶(LDH)水平,并用Western blot检测AMPK/PGC1α通路相关分子表达情况,初步明确该通路在BAK抗ADR心肌损伤中的作用。ADR可显著降低H9c2细胞的活力,并呈浓度依赖性,当浓度为2μM时损伤明显,用于进一步研究。BAK对H9c2细胞有明确的保护作用,当其浓度为1. 25μM时效果最佳,具体表现为:细胞活力增加、凋亡率下降、ROS含量下降以及培养液中LDH水平下降。Western结果显示,BAK可以逆转ADR下调的p-AMPK和PGC1-α蛋白表达。BAK可显著减轻ARD引起的H9c2心肌细胞损伤,其作用跟激活AMPK/PGC1α信号通路有关。     

α-caesalpin抑制CSPG4通路诱导胶质瘤细胞线粒体功能障碍引发凋亡的机制

胶质母细胞瘤对常规治疗耐受,寻找新的药理学靶点和有效的治疗剂,对治疗替莫唑胺抗性神经胶质瘤尤为重要。通过测定呋喃二烯酮类(α-caesalpin,α-CAE)对耐药型胶质瘤细胞的促凋亡作用和α-CAE对线粒体功能和凋亡通路的调控,研究α-CAE诱导替莫唑胺耐药的胶质瘤细胞凋亡的药理学作用和分子信号通路。研究表明α-CAE能够抑制CSPG4-AKTERK1/2通路,上调IGFBP3表达,并且引起了线粒体凋亡蛋白AIF和Bax的活化以及Drp1的募集。研究结果揭示了靶向CSPG4通路治疗化疗抵抗性胶质瘤的可能。     

白花前胡提取液抗慢性压力超负荷大鼠心肌细胞凋亡研究

目的:探讨白花前胡抗心力衰竭疗效及可能机制.方法:用腹主动脉缩窄法建立慢性超负荷大鼠心衰模型,比较白花前胡提取液对心衰大鼠心脏系数、血压、心肌细胞凋亡率及凋亡相关基因的影响,并与依拉普利比较.结果:Pd-E能剂量相关性降低心衰大鼠的心脏系数、血压及凋亡率,显著改善肥大心肌细胞凋亡相关基因的表达,疗效与依拉普利基本相当.结论:白花前胡提取液可抑制心肌重塑,对心衰发挥生物学治疗作用.     

黄芪甲苷在心肌梗死大鼠模型中的心肌保护作用

为观察黄芪甲苷在心肌梗死大鼠中的调控作用,成功复制心肌梗死模型后,随机等分假手术组对照组、模型组和黄芪甲苷组,分别在尾静脉注射等量黄芪甲苷和生理盐水,连续4周.通过超声心动图评估大鼠心脏结构和功能,免疫组化检测大鼠心肌纤维化程度和血管密度,TUNEL染色法测定心肌细胞凋亡程度,Western蛋白印迹法检测血管生成有关因子.结果表明:黄芪甲苷可有效提升心肌梗死大鼠的心肌收缩力,减轻心肌肥厚,增加新生毛细血管的密度,对抗心肌纤维化和心肌细胞的凋亡.可见黄芪甲苷具有改善心功能,促进血管生成的有益作用.     

瓜蒌皮水提物通过PI3K/Akt/eNOS信号通路抑制缺血缺氧大鼠原代心肌细胞的凋亡

以激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/内皮型一氧化氮合酶(eNOS)信号通路、抑制心肌细胞凋亡为切入点，探究瓜蒌皮水提物(TP-W)保护心肌缺血的机制.分离大鼠心肌细胞，通过缺氧气体+无血清培养液培养制造缺血缺氧损伤模型，以模拟急性心肌缺血时的体内心肌细胞环境；同时添加PI3K特异性抑制剂(LY294002)和TP-W处理细胞，利用倒置相差显微镜观察细胞形态，噻唑兰法、末端标记法分别检测细胞存活率及凋亡率，免疫荧光联合免疫印迹方法定位、定量地检测细胞内PI3K、Akt及eNOS蛋白表达及磷酸化水平.结果显示：对上述缺血缺氧损伤的心肌细胞，TP-W可显著改善其生长状态、提高存活率、降低凋亡率；同时显著上调上述3种蛋白表达水平及磷酸化水平，但磷酸化水平均可被LY294002处理显著削弱.可见，激活PI3K/Akt/eNOS信号通路、抑制心肌细胞凋亡可能是TP-W抗心肌缺血的重要机制，也是中药“开胸除痹”的关键生物学内涵.     

基于网络药理学分析“黄芪―白术”治疗肺癌的作用机制

通过网络药理学的研究方法,探索"黄芪―白术"治疗肺癌的可能作用机制。使用中药系统药理学分析平台(TCMSP)数据库查询"黄芪―白术"的活性成分,运用TCMSP数据库对活性成分的靶点进行筛选,并利用Uniprot数据库对靶点进行标准化命名。通过"TTD"数据库、"DisGeNET"数据库和"OMIM"数据库查询肺癌相关靶点。利用Venn Diagram得到"化合物―疾病"共同靶点。运用STRING数据库进行蛋白质互作网络(PPI)的构建。使用R语言进行GO富集分析和KEGG通路富集分析。"黄芪―白术"药对共筛选得到活性成分19个,潜在作用靶点180个。治疗肺癌的预测靶点29个,主要涉及AKT1、VEGFA、EGFR等。GO功能富集分析,按照P0.05进行筛选,涉及生物过程1 260个,细胞组分12个,分子功能32个,主要涉及活性氧代谢过程、类固醇激素反应、凋亡信号通路的调控、T细胞活化等。KEGG信号通路富集分析,按照P0.05进行筛选,涉及信号通路26个,主要涉及PI3K-Akt信号通路、EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药性、铂类耐药性、HIF-1信号通路、MAPK信号通路、Rap1信号通路、Ras信号通路等。"黄芪―白术"通过调控信号通路、抗癌药物耐药性等发挥抑制肿瘤血管生成、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤转移等作用,从而治疗肺癌。"黄芪―白术"在治疗肺癌的过程中涉及到多活性成分、多靶点及多信号通路。     

白藜芦醇上调GDF-15调控PI3K/Akt/Bcl-2信号通路对急性心肌梗死大鼠的保护作用

为考察白藜芦醇对心肌缺血的保护机制,采用冠状动脉前降支结扎再灌注制备大鼠心肌缺血再灌注(I/R)模型,运用试剂盒考察血清酶学指标、NBT染色考察心肌梗死率、蛋白质印迹法(Western blotting) 考察GDF-15、PI3K、Akt、p-Akt、Bcl-2、Bax、caspase-9和caspase-3的蛋白相对表达量。结果表明:白藜芦醇对心肌缺血再灌注大鼠的心肌保护作用与通过对GDF-15的上调来激活PI3K/Akt信号通路,抑制心肌细胞线粒体凋亡作用机制有关。     

系统药理学研究重楼皂苷Ⅰ对黑色素瘤增殖凋亡的作用及潜在机制

重楼皂苷Ⅰ治疗黑色素瘤的作用机制尚未完全阐明,仍需进一步研究.采用网络药理学联合细胞实验系统揭示重楼皂苷Ⅰ对黑色素瘤的作用及机制.结果显示重楼皂苷Ⅰ有104个治疗黑色素瘤的潜在作用靶点.PPI网络分析发现,TP53,AKT1,STAT3,MAPK8,MAPK14,JUN,MAPK3,MAPK1,CTNNB1,MYC,RELA,PIK3CA,NFKB1,CCND1,EGFR,VEGFA,TNF,FOS,RB1,IL6为重楼皂苷Ⅰ治疗黑色素瘤的重要靶点.重楼皂苷Ⅰ的潜在作用靶点富集到生物过程251条,涉及负调控细胞凋亡、正调控基因表达、药物反应、正调控基因转录、细胞对缺氧的反应、RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控、应激反应、肽丝氨酸磷酸化、细胞增殖调控、激活MAPK等;富集到细胞组成27条,涉及核质、胞质溶胶、线粒体、细胞质、细胞核、蛋白质复合体、核染色质、细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶全酶复合物、线粒体外膜、细胞表面等;富集到分子功能40条,涉及蛋白结合、MAP激酶活性、蛋白激酶活性、转录因子结合、蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性、酶结合、激酶活性、染色质结合等;富集到KEGG通路106条,如癌症通路、FOXO信号通路、TOLL样受体信号通路、TNF信号通路、NOD样受体信号通路、T细胞受体信号通路等.进一步的KEGG通路网络发现,MAPK信号通路,PⅠ3K-Akt通路,凋亡,细胞周期,p53信号通路,Jak-STAT信号通路,TOLL样受体信号通路,mTOR信号通路,NF-kappa B信号通路,癌症通路连接度较高.细胞实验证实重楼皂苷Ⅰ能抑制A375细胞增殖,并且能促进细胞凋亡.文献证实重楼皂苷Ⅰ治疗黑色素瘤的分子机制与PⅠ3K-Akt信号通路有关.研究发现重楼皂苷Ⅰ通过多靶点、多通路调控细胞的增殖、凋亡、细胞周期,从而发挥治疗黑色素瘤的作用.     

黄芪丹参配伍提取物经PI3K-AKT信号通路对心肌梗死大鼠的影响

为观察黄芪丹参配伍提取物对心肌梗死(MI)模型大鼠心肌中磷脂酰肌醇3-激酶(PI3-K)-蛋白质丝氨酸苏氨酸激酶(AKT)信号通路的影响,将8周龄SD雄性大鼠通过"冠状动脉左前降支结扎法"复制成功后,随机分为假手术对照组、模型组、黄芪丹参配伍低、中、高剂量组(10、20、40 mg·kg~(-1)·d~(-1))。对应灌胃给药4周后采用ELISA法、RT-qPCR法和Wstern blot法观察经PI3K-AKT信号通路对MI干预作用。结果表明:黄芪丹参配伍提取物随着浓度增加可明显提高PI3K、AKT表达(P 0. 05,P 0. 01)。可见黄芪丹参配伍提取物能增强PI3K-AKT信号通路,对保护心肌细胞起到积极作用。     

抗阻力运动促进衰老的心功能和心肌线粒体重构

探讨抗阻力运动对衰老的大鼠心功能及心肌线粒体结构功能影响的机制。建立老年大鼠的抗阻力运动模型,实验分为3组:青年对照组(y-Ctrl),老年对照组(e-Ctrl)和老年抗阻力运动组(e-RT)。检测大鼠心系数、血流动力学指标,观测大鼠心肌的形态学变化以及心肌线粒体结构的改变。检测大鼠心肌PGC1α,SIRT1,AMPKα1,AMPKα2的表达。与e-Ctrl组相比,e-RT组大鼠的心系数显著提高,而左室收缩压、左室舒张末压、左室压力最大上升速率和最大下降速率等血流动力学指标都显著下降。抗阻力运动提高衰老的心肌细胞的数量,使心肌细胞排列和分布更加紧密,并且可以减少胶原纤维的含量。与e-Ctrl组相比,e-RT组大鼠心肌的PGC1α,SIRT1,AMPKα1,AMPKα2的表达显著增加。长期抗阻力运动可以改善衰老的心功能,降低老年大鼠的收缩压和舒张压,保护心肌以及心肌线粒体结构的完整性,可能通过AMPK/PGC1α/SIRT1信号通路改善老年大鼠的心肌线粒体功能。抗阻力运动可作为老年人预防和延缓衰老的一种经济安全的方法。     

重楼活性单体PP-26抑制结肠癌SW620细胞增殖并诱导细胞凋亡

目的:探讨重楼活性单体PP-26对人结肠癌SW620细胞增殖抑制作用及其机制.方法:采用噻唑蓝(MTT)法和克隆形成抑制实验观察不同浓度的重楼单体PP-26对人结肠癌SW620细胞增殖抑制作用;PI单染及Annexin V-FITC/PI双染流式细胞术检测细胞周期变化及细胞凋亡水平;Western blotting检测PP-26对细胞周期、细胞凋亡相关蛋白以及Akt和ERK蛋白的表达.结果:与正常肝LO2细胞相比,重楼单体PP-26能显著抑制SW620细胞的生长,作用呈剂量-效应关系;随着PP-26浓度的增加,细胞克隆形成逐渐减少,与细胞对照组相比有显著差异;不同浓度PP-26作用后,细胞阻滞于G1期;PP-26作用细胞24 h后,CDK4、CDK6表达下降,P15、cyclin D1表达增加;不同浓度PP-26作用后,细胞晚期凋亡率增加,随浓度增加有上升趋势;PP-26作用细胞24 h后,线粒体相关凋亡信号通路蛋白Caspase-9、Caspase-3表达下降,PARP切割条带增加,细胞促凋亡蛋白Bax的表达增加,抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-x L减少,p-Akt和p-ERK蛋白表达均下降.结论:重楼活性单体PP-26通过上调p15促进结肠癌SW620细胞阻滞于G1期,通过抑制P13K/Akt信号通路及ERK信号通路,活化线粒体凋亡通路,诱导细胞凋亡.     

Sigma-1受体激活减轻心脏缺血再灌注损伤

[目的]研究sigma-1受体的激活与抑制对心脏缺血再灌注损伤的作用.[方法]C57BL/6小鼠经过3 d尾静脉注射sigma-1受体抑制剂BD1047, sigma-1受体激动剂SA4503或生理盐水后施行心脏缺血再灌注手术.术后对小鼠心脏进行TTC/Evans蓝双染色并计算心脏梗死区(infarction area, INF)与危险区(area at risk, AAR)比值(INF/AAR),同时对心肌组织采用蛋白免疫印迹法检测凋亡相关蛋白Bcl-2, Bax, Caspase-3的表达水平.[结果]接受了sigma-1受体抑制剂BD1047预处理的小鼠,其INF/AAR值远大于对照组(P 0.05),心肌组织中促凋亡相关蛋白的表达水平升高,抗凋亡相关蛋白的表达水平降低.而接受sigma-1受体激动剂SA4503预处理的小鼠,其INF/AAR值远小于对照组(P 0.05),心肌组织中促凋亡相关蛋白的表达水平降低,抗凋亡相关蛋白的表达水平升高.[结论] Sigma-1受体的激活能够改善心脏缺血再灌注损伤,而抑制sigma-1受体则会加重心脏缺血再灌注损伤.     

NADPH氧化酶在油酸诱导的H9c2心肌细胞凋亡中的作用

本研究旨在探讨NADPH氧化酶活化在油酸诱导的H9c2心肌细胞损伤中的作用.以体外培养H9c2心肌细胞为研究对象,用不同浓度(200,400,800μmol/L)油酸刺激H9c2心肌细胞(24,48,72 h),采用MTT法检测细胞活力;流式细胞术检测细胞内活性氧和凋亡指标;免疫印迹法检测细胞内Caspase 3,Bax,Bcl-2变化.结果表明,油酸刺激明显抑制细胞增殖、细胞内活性氧水平明显增加、Cleaved-caspase 3蛋白水平明显增加、Bcl-2/Bax蛋白水平明显降低;NADPH氧化酶抑制剂DPI预处理明显改善油酸所致H9c2心肌细胞增殖抑制、活性氧增加和凋亡.本研究结果提示NADPH氧化酶活化参与油酸所致H9c2心肌细胞凋亡.     

FGF-2对大鼠心肌细胞保护作用的机制

目的:探讨碱性成纤维细胞生长因子(FGF-2)在内质网(ER)应激中对心肌的保护作用.方法:建立SD大鼠心肌细胞缺氧/复氧模型,使用衣霉素(TM)建立SD大鼠心肌细胞内质网应激模型.观察对照组与FGF-2及牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)治疗组细胞凋亡情况,并使用乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒检测各组心肌细胞活力.Western blot和实时荧光定量核酸扩增(q-RTPCR)检测各组内质网应激相关分子的表达.结果:缺氧/复氧可引起心肌细胞内质网应激增加,与缺氧/复氧组相比,FGF-2预处理组及TUDCA预处理组内质网应激减弱;FGF-2和TUDCA均能改善缺氧/复氧引起的心肌细胞凋亡及活力减弱;FGF-2能够抑制TM诱导的内质网应激;与TM处理组相比,FGF-2预处理组心肌细胞凋亡减弱,细胞活力改善.结论:缺氧/复氧及TM均可以通过内质网应激诱导心肌细胞损伤,而FGF-2可以通过抑制内质网应激而保护心肌细胞.     

心肌肽素在心肌细胞氧化应激中的作用

研究心肌肽素对过氧化氢所致心肌细胞氧应激模型中所起的作用。采用原代培养乳鼠心肌细胞,以200μmol/L过氧化氢作用2 h诱导心肌细胞造成氧化应激模型,细胞损伤前分别给予不同浓度的心肌肽素进行干预。使用RT-PCR检测Caspase-3表达变化,MTT比色法检测原代乳鼠心肌细胞的活力,黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶法测定超氧化物歧化酶活性。过氧化氢组心肌细胞活力低于对照组,超氧化物歧化酶活性下降(P<0.05),caspase-3 mRNA表达升高;心肌肽素组细胞活力、超氧化物歧化酶活性高于过氧化氢组,而caspase-3 mRNA表达水平较过氧化氢组降低(P<0.05),不同浓度心肌肽素之间无明显差别(P>0.05)。心肌肽素对过氧化氢造成的心肌细胞损伤作用有抵抗作用且这种抵抗作用与其抑制凋亡作用有关。