PI3K/Akt依赖性信号通路在CEPO抗心肌缺血—再灌注损伤中的作用机制研究

论文摘要

氨甲酰化促红细胞生成素（carbamylated erythropoietin,CEPO）是促红细胞生成素（erythropoietin,EPO）的一种衍生物。与EPO相比,CEPO没有促红细胞生成的作用,仍具有组织保护功能。在持续性心肌缺血和心肌缺血-再灌注损伤长期模型中,其主要的病理改变是心肌细胞大量丧失、成纤维细胞增生与细胞外基质（ECM）改建。其中胶原纤维增多、Ⅰ,Ⅲ胶原比例的改变和相互连接结构的改变将严重影响功能单元完整性和协调性,从而改变心肌的收缩功能,继而发生心功能的衰竭。研究发现,在心肌缺血后、再灌注前给予CEPO,之后连续用药能够改善持续性心肌缺血和心肌缺血-再灌注损伤长期模型的心室重构。而在急性心肌缺血-再灌注损伤模型中,主要的病理改变是心肌细胞变性、坏死与凋亡以及炎细胞浸润,从而导致心肌收缩功能紊乱。目前对于在心肌缺血后再灌注时一次性给予CEPO是否能够改善急性心肌缺血-再灌注损伤尚不清楚。而且对CEPO抗心肌缺血-再灌注损伤的分子机制,可激活哪些信号通路迄今尚未阐明。EPO可以通过调控Jak2/STAT5、PI3K、PKC以及MAPK等信号通路发挥心肌保护作用。现已证实,CEPO通过结合非经典型EPO受体EPOR（erythropoietin receptor）-βcR（βcommonreceptor）起作用,不能与经典型EPO受体（EPOR）2结合,因此CEPO诱导的心肌保护作用的分子机制可能与EPO存在差异。研究表明,CEPO不能有效地触发（EPOR）2的下游信号JAK2/STAT5的磷酸化。CEPO是否能有效地激活P13K/Akt信号通路从而发挥抗心肌缺血-再灌注损伤作用尚不清楚。本研究通过复制小鼠急性心肌缺血-再灌注模型,于再灌注即刻一次性给予CEPO,观察其是否能够减轻急性心肌缺血-再灌注损伤,并研究P13K/Akt信号通路在CEPO心肌保护中的作用,以进一步阐明CEPO心肌保护作用的分子机制。首先,以结扎雄性BALB/c小鼠冠状动脉左前降支（left anteriordescending coronary artery,LAD）45min再灌注4 h的方法建立小鼠心肌缺血-再灌注损伤模型,于再灌注即刻一次性腹腔注射CEPO或EPO,对比观察CEPO和EPO对心肌缺血-再灌注损伤的影响。其次,为了阐明P13K/Akt信号通路是否在CEPO抗心肌缺血-再灌注损伤的分子机制中发挥了重要作用,进一步采用P13K特异性抑制剂wortmannin阻断P13K/Akt信号通路,观察其对CEPO抗心肌缺血-再灌注损伤保护作用的影响,并分析CEPO心肌保护作用与P13K/Akt信号通路蛋白表达水平变化的相关性。实验结果显示,与I/R组相比,CEPO治疗组的梗死区面积/危险区面积（IA/RA）减少了40.08%,梗死区面积/左室面积（IA/LV）降低了43.20%,而射血分数与缩短分数分别增加了26.71%和21.73%,并且与EPO治疗组相比没有统计学差异。而用wortmannin预处理后,CEPO的心脏保护效应明显减弱。免疫共沉淀结果表明,CEPO能够促进EPOR与βcR的结合。western blot结果显示,CEPO治疗组小鼠的心肌组织中磷酸化-Akt增加了58.54%,而CEPO对磷酸化-Akt的上调被wortmannin抑制了67.69%。此外,CEPO显著增加了Akt下游的一些信号分子如磷酸化-GATA-4、GATA-4、肌球蛋白（myosin heavy chain,MHC）以及肌钙蛋白I（troponin I,TnI）的蛋白表达水平,且其效应被wortmannin部分抑制。以上研究结果提示,于再灌注即刻一次性给予CEPO具有抗急性心肌缺血-再灌注损伤的心脏保护作用,并且其保护效应与EPO相当。CEPO可能通过P13K/Akt依赖性信号通路发挥抗心肌缺血-再灌注损伤的心脏保护作用。

论文目录

• 英文缩写和略语
• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 材料与方法
• 实验结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 致谢
• 综述
• 参考文献