白藜芦醇及一氧化氮抗心肌缺血/再灌注损伤作用的线粒体机制

【摘要】PDE5对白藜芦醇诱导心肌保护中的影响急性心肌梗死(acutemyocardialinfarction,AMI)严重危害人类健康,在治疗AMI过程中发生的缺血／再灌注损伤(ischemia/reperfusioninjury,IRI)目前还没有理想的治疗方法。最近的研究发现,白藜芦醇能够通过诱导药物性预处理机制而保护再灌注心脏,其中一氧化氮(nitricoxide,NO)、腺苷受体、磷脂酰肌醇(-3)激酶(phosphatidylinositol3-kinase,PI3K)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinase,MAPK)等细胞信号转导途径介导白藜芦醇诱导的药物性预处理心肌的保护机制。目前对心肌缺血／再灌注的研究中,糖原合成酶激酶-3β(glycogensynthasekinase3β，GSK-3β)和线粒体通透性转移孔(mitochondrialpermeabilitytransitionpore,mPTP)受到广泛关注。在前期研究中发现,白藜芦醇通过激活环磷酸乌苷／蛋白激酶G(cyclicGMP/proteinkinaseG,cGMP/PKG)信号通路,使GSK-3β失活并诱导其向线粒体转移,并与线粒体亲和素D结合而抑制mPTP的开放,从而保护再灌注心脏。然而,白藜芦醇激活cGMP/PKG信号途径的具体机制尚不清楚。cGMP是一种重要的具有细胞内信息转导作用的第二信使,而PKG被认为是其最重要的下游信号。细胞内cGMP含量的调控是由鸟苷酸环化酶(GC)介导的其合成作用及磷酸二酯酶(phosphodiesterases,PDEs)催化的其水解作用来实现的。如果能增加NO或抑制’PDE5活性,从理论上能够增加细胞内cGMP水平而激活cGMP/PKG信号通路。本实验利用Langendorff装置建立大鼠离体心脏缺血／再灌注损伤模型,采用心肌梗死面积测定、Ca2+诱导的线粒体肿胀实验(mPTP开放实验)、Westernblotting蛋白分析、共聚焦显微镜观察等方法,对白藜芦醇的再灌注心肌保护作用进行相关实验研究,详细探讨PDE5在白藜芦醇心肌保护中的作用及其机制。实验结果显示,白藜芦醇未能增加离体大鼠心肌细胞NO的水平,但明显降低再灌注时PDE5的活性,并显著增加再灌注时cGMP含量,表明白藜芦醇的心肌保护作用并非通过乌苷酸环化酶介导的cGMP生成,而是通过抑制PDE5活性而增加cGMP含量的途径。而且白藜芦醇明显增加血管扩张刺激磷蛋白(Vasodilator-StimulatedPhosphoporotein,VASP)及GSK-3p的磷酸化,此作用可被PKG抑制剂KT5823所逆转。另外,PDE的非选择性抑制剂3-异丁基-1-甲基黄嗓呤(3-isobutyl-l-methylxanthine,IBMX)能够模拟白藜芦醇,明显减少心肌梗死面积,并抑制mPTP的开放,此作用被mPTP开放剂Atractyloside所逆转。这些结果证实,白藜芦醇通过抑制PDE活性激活cGMP/PKG信号转导通路,使GSK-3β失活,抑制mPTP的开放进而保护再灌注心脏。结论：1.白藜芦醇明显抑制大鼠离体再灌注心脏的PDE5活性而增加cGMP含量,并显著增加VASP、GSK-3p的磷酸化。2.非选择性PDE抑制剂IBMX能够模拟白藜芦醇的心肌保护作用而减少心肌梗死面积,抑制mPTP开放。3.白藜芦醇通过抑制PDE5的活性而激活cGMP-PKG信号转导通路,对缺血／再灌注心脏发挥保护作用。线粒体Src酪氨酸激酶及锌在一氧化氮诱导的心肌缺血/再灌注损伤保护中的作用一氧化氮(nitricoxide,NO)诱导心肌保护作用的关键点在于其能够抑制线粒体通透性转移孔(mitochondrialpermeabilitytransitionpore,mPTP)的开放。但是,参与NO作用的线粒体信号转导机制尚未明确。本研究的目的在于探讨NO是否通过线粒体Src酪氨酸激酶及锌而抑制氧化应激,进而发挥心肌缺血／再灌注损伤的保护作用。缺血前给予NO供体(S-nitroso-N-acetylpenicillamine,SNAP),能够明显增加模拟缺血／再灌注大鼠心肌细胞的生存率,此作用被锌离子螫合剂N,N,N’,N’-tetrakis-(2-pyridylmethyl)ethylenediamine(TPEN)和Src酪氨酸激酶抑制剂PP2所阻断。SNAP能够抑制再灌注时线粒体膜电位(mitochondrialmembranepotential,△ψm)的减少,此作用同样被TPEN和PP2所阻断。SNAP能够增加再灌注时线粒体内游离锌,并以锌依赖性的方式增加线粒体Src的磷酸化。SNAP通过Src酪氨酸激酶及锌抑制再灌注时线粒体复合体Ⅰ的活性及线粒体活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)产生。此外,TPEN和PP2可明显抑制SNAP在离体大鼠心脏中的抗梗死作用。结论：1.NO通过抑制复合体Ⅰ阻止线粒体氧化应激,发挥再灌注心肌保护作用。2.复合体Ⅰ的抑制作用可能是通过锌激活线粒体Src酪氨酸激酶而引起。
【作者】张义东；
【导师】崔勋；
【作者基本信息】延边大学，生理学，2014，博士
【关键词】白藜芦醇；心肌再灌注损伤；磷酸二酯酶5；环磷酸鸟苷/蛋白激酶G信号转导通路；再灌注；梗死；复合体Ⅰ；活性氧；

【参考文献】
[1]刘松林.论新时期民办教育政策的变化及实践[D].中共中央党校,中共党史,2004,硕士.
[2]赵海洋.运用形成性评价提高高中生英语自主学习能力的实证研究[D].扬州大学,学科教学,2012,硕士.
[3]单淳.基于地域特色的生态建设研究[D].湖南师范大学,人文地理学,2013,硕士.
[4]程丹.普通高校与高素质国防后备力量培养基地关系之研究[D].武汉理工大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[5]张睿.国内中小型法院公众参与性设计研究[D].西安建筑科技大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[6]冯微.基于复杂网络的常规公交线网与城市土地利用关系研究[D].长安大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[7]余静.烧结NdFeB磁体表面离子液体电沉积Al-Mn合金防护研究[D].宁波大学,物理化学,2013,硕士.
[8]李闪闪.防锈颜料三聚磷酸铝制备新工艺开发[D].郑州大学,化学工程,2013,硕士.
[9]雷鹏.陕西高校大学生创新意识培养研究[D].西安工业大学,思想政治教育,2014,硕士.
[10]孙炜峰.大陆台湾电视民生新闻对比研究[D].吉林大学,广播电视,2014,硕士.
[11]陈奇.CuAlO_2靶材与薄膜的制备及性能研究[D].浙江大学,材料工程,2013,硕士.
[12]黄建伟.不同术式在急性化脓性胆囊炎中的治疗效果及并发症分析[D].大连医科大学,外科学,2012,硕士.
[13]齐向军.更新观念强化管理全面提高教育教学质量[J].华北电力大学学报(社会科学版).1999(02)
[14]洪青春.基于整数编码的遗传算法在给水管网优化中的应用[D].合肥工业大学,水力学及河流动力学,2004,硕士.
[15]姜佳伟.国家干预经济行为的分析[D].吉林大学,法经济学,2013,硕士.
[16]赵明.中学语文教学中审美教育的研究[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[17]张清.中学地理教学中学生创新能力培养研究[D].东北师范大学,教育,2003,硕士.
[18]王冬.基于自决策的分布式代理缓存技术研究[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[19]徐希磊,彭华.电力隧道密贴下穿既有地铁隧道影响分析[J].铁路工程造价管理,2014,01:38-42.
[20]崔春.论北岛及《今天》的文学流变[D].山东大学,中国现当代文学,2014,博士.
[21]吴玉杰.食品中农药残留分析方法研究[D].湖南师范大学,有机化学,2004,硕士.
[22]冯晨秋.老年慢性疼痛患者个体依恋模式对疼痛调适的作用[D].山东大学,护理学,2013,硕士.
[23]万莉莉.QX集团管理人才培养方案研究[D].北京交通大学,2014.
[24]常保华.宁夏六盘山国家级自然保护区脊椎动物资源调查分析[D].西北大学,生态学,2013,硕士.
[25]魏岩.基本养老保险制度绩效评价[D].河北大学,财政学,2014,硕士.
[26]黄晓丹.石墨烯基纳米材料和闭孔氧化硅材料的设计合成及功能研究[D].复旦大学,2012.
[27]袁巧玲,计时鸣,文东辉,张利.强约束磨粒射流抛光过程仿真与实验[J].制造技术与机床,2014,09:115-118.
[28]石松林.珠穆朗玛峰国家级自然保护区高山灌丛草甸带植物多样性研究[D].成都理工大学,自然地理学,2013,硕士.
[29]杨斌,门传玲,曹军.石墨烯改性的TCO玻璃的研究[J].大众科技,2012,04:124-126.
[30]刘松平.钢筋混凝土桥梁裂缝成因分析与加固措施研究[D].浙江大学,桥梁加固（专业学位）,2012,硕士.
[31]张彦庆.长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备与研究[D].华东理工大学,材料工程,2013,硕士.
[32]本刊讯.书讯[J].冶金自动化,2014,02:8.
[33]陈天瑞.焊接接头残余应力的超声测量技术研究[D].华东理工大学,化工过程机械,2014,硕士.
[34]记者耿倩.高功率、高集成系统将远离散热困扰[N].科学导报,2014-08-22A01.
[35]丁瑾.浅析鸠摩罗什与义净佛经翻译的异同[D].河北师范大学,中国古代史,2012,硕士.
[36]张家涛.生物基碳材料合成及其在碳/硫和碳/氧化物电极中的应用[D].浙江工业大学,2014.
[37]田利.EST对Oddi括约肌功能影响的初步研究[D].遵义医学院,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[38]郑梁君.基于J2EE网上书店系统的设计与实现[D].南昌大学,电子与通信工程（专业学位）,2012,硕士.
[39]何萌萌.岱衢洋大黄鱼的遗传多样性分析[D].宁波大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[40]王帆,王慧.高校学籍预警机制的探索与实践[J].高教与经济,2012,03:41-43.
[41]刘京松.BAG-1蛋白在衣霉素诱导人肺癌A549细胞内质网应激及提高顺铂敏感性中的作用[D].辽宁医学院,外科学,2012,硕士.
[42]胡雷.高管股权激励与长期投资决策相关性分析[D].江西财经大学,会计学,2013,硕士.
[43]胡勇旭.论虚假广告的法律规制[D].云南财经大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[44]高囡.MoS_2/C复合物制备及在染料敏化太阳能电池对电极中应用[D].大连理工大学,2013.
[45]赵海.横风中高速铁路声屏障对列车气动性能和动力学性能影响研究[D].西南交通大学,载运工具运用工程,2013,硕士.
[46]孙丽霞.气调包装结合生物保鲜剂对冷藏大黄鱼品质及菌相的研究[D].浙江工商大学,食品工程,2014,硕士.
[47]崔明旭.关于中韩农产品贸易问题研究[D].吉林大学,世界经济,2013,硕士.
[48]邓朝发.数学竞赛中方程整数解问题的教育价值与教学实践研究[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[49]包曙光.从语用角度分析东北乡村生活中的礼貌现象[D].上海外国语大学,英语语言文学,2012,硕士.
[50]张洪钺.不确定系统鲁棒解析余度的最优设计[J].控制与决策,1994,02:141-145.