抑制羰基應(yīng)激改善老齡小鼠心肌缺血預(yù)處理的保護(hù)作用

王志法，李 晨，殷 玥，王一石，楊 錚，馬 恒*

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抑制羰基應(yīng)激改善老齡小鼠心肌缺血預(yù)處理的保護(hù)作用

王志法1，李 晨2，殷 玥1，王一石1，楊 錚2，馬 恒1*

（第四軍醫(yī)大學(xué)：1基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室；2學(xué)員一旅，西安 710032）

本研究旨在探討激活乙醛脫氫酶2（ALDH2）對(duì)老齡小鼠缺血預(yù)處理（IPC）心肌保護(hù)作用的影響。通過(guò)觀(guān)察成年和老齡小鼠心肌沉默信息調(diào)節(jié)因子相關(guān)酶1（SIRT1）活性在IPC過(guò)程中的差異，分析老齡鼠心肌IPC保護(hù)作用減退的可能機(jī)制。成年（2月齡）和老齡（20月齡）雄性C57小鼠（每組各6只）在體給予3個(gè)5min缺血/5min再灌注循環(huán)的IPC處理后，以冠狀動(dòng)脈左前降支結(jié)扎缺血30min再灌注4h建立在體小鼠急性心肌I/R模型。離體心臟行Langendorff灌流給予3個(gè)循環(huán)的5min停流/5min再灌注以模擬全心IPC，同時(shí)記錄心功能變化。在體或離體再灌注結(jié)束后取心肌組織檢測(cè)ALDH2和SIRT1活性，及蛋白質(zhì)羰基化程度。與成年組相比，IPC處理并不能有效地改善衰老心肌的I/R損傷和SIRT1活性。檢測(cè)心肌ALDH2活性顯示，老齡鼠心肌ALDH2的活性較成年組顯著降低并導(dǎo)致衰老心肌在I/R后出現(xiàn)羰基應(yīng)激增強(qiáng)（均＜0.05）。IPC并不能有效改善老齡鼠心肌ALDH2活性和羰基應(yīng)激程度。預(yù)先激活老齡鼠心肌的ALDH2可顯著抑制衰老心肌的羰基應(yīng)激，改善IPC對(duì)老齡鼠I/R心肌SIRT1有激活作用（＜0.05），進(jìn)而促進(jìn)老齡鼠心肌I/R后收縮舒張功能的恢復(fù)。激活心肌ALDH2可顯著改善老齡鼠心肌IPC的保護(hù)作用，其機(jī)制可能與抑制羰基應(yīng)激引起的SIRT1失活有關(guān)。

乙醛脫氫酶；沉默信息調(diào)節(jié)因子相關(guān)酶1；缺血預(yù)處理；蛋白質(zhì)羰基化；衰老

缺血預(yù)處理（ischemic preconditioning，IPC）被認(rèn)為是最為有效的心臟內(nèi)源性保護(hù)機(jī)制。但是，臨床研究及實(shí)驗(yàn)證據(jù)均表明在衰老個(gè)體中IPC的心肌保護(hù)作用明顯減弱，甚至消失[1]。沉默信息調(diào)節(jié)因子相關(guān)酶1（silent information regulator related enzyme 1，SIRT1）是與機(jī)體衰老密切相關(guān)的重要因子。研究顯示，SIRT1在成年心肌IPC心肌保護(hù)中發(fā)揮重要作用。但是，隨著年齡的增長(zhǎng)，心肌SIRT1的活性隨之下降[2]。我們?cè)谇捌谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)，在衰老過(guò)程中，心肌內(nèi)具有細(xì)胞毒性的醛類(lèi)化合物增多，導(dǎo)致蛋白質(zhì)交聯(lián)變性形成羰基化改變，破壞心肌蛋白活性[3]，而SIRT1正是羰基應(yīng)激的重要靶點(diǎn)分子[4]。研究還證實(shí)，乙醛脫氫酶2（aldehyde dehydrogenase 2，ALDH2）催化細(xì)胞內(nèi)醛類(lèi)氧化為帶羧基的酸是體內(nèi)最徹底的羰基轉(zhuǎn)化機(jī)制[5]。通過(guò)激活A(yù)LDH2來(lái)抑制衰老心肌的羰基應(yīng)激可有效改善SIRT1活性，進(jìn)而提高衰老心肌的抗缺血能力[4]。本研究目的在于探討?hù)驶鶓?yīng)激是否導(dǎo)致衰老心肌IPC保護(hù)作用的減退；激活A(yù)LDH2能否改善衰老心肌SIRT1活性進(jìn)而恢復(fù)IPC對(duì)老年心臟的保護(hù)作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

成年（2月齡）和老齡（20月齡）雄性C57小鼠（每組各6只），第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）試劑盒和肌酸激酶（creatine kinase，CK）活性檢測(cè)試劑盒，南京建成生物制品研究所。胱天蛋白酶（Caspase）-3活性檢測(cè)試劑盒，美國(guó)Chemicon公司。DU640紫外分光光度計(jì)，美國(guó)Beckman公司。

1.2 模型制備

成年和老齡小鼠進(jìn)行開(kāi)胸、冠狀動(dòng)脈左室支掛線(xiàn)以及經(jīng)靜脈輸液等操作。采用左前降支結(jié)扎缺血30min再灌注4h建立在體小鼠急性心肌缺血/再灌注（ischemia/reperfusion，I/R）模型，以心電圖ST段明顯抬高為結(jié)扎成功的標(biāo)志。持續(xù)缺血30min，松開(kāi)結(jié)扎線(xiàn)進(jìn)行再灌注。IPC在30min缺血前進(jìn)行3個(gè)5min缺血和5min再灌注循環(huán)。I/R時(shí)全程監(jiān)測(cè)心臟功能。在再灌注2h頸動(dòng)脈取血，血樣置于離心管中，靜置20min。3 500r/min室溫離心15min，取血清保存于-20℃。血清LDH和CK水平采用分光光度法測(cè)定。假手術(shù)組（Sham組）對(duì)小鼠進(jìn)行開(kāi)胸，冠狀動(dòng)脈左前降支單純掛線(xiàn)，不結(jié)扎。

1.3 心肌梗死面積測(cè)定

再灌注完成后，將20g/L的伊文思藍(lán)顏料經(jīng)主動(dòng)脈逆行灌注左心室腔，藍(lán)染區(qū)為正常灌注區(qū)。摘取心臟，沖洗染料，制備左心室切片（2mm）。切片用含10g/L 2，3，5-氯化三苯基四氮唑（2,3,5-triphenyltetrazolium chloride，TTC）的磷酸鹽緩沖液染色20min。將染色切片的前后均拍照片，使用Image-Pro Plus圖像軟件計(jì)算伊文思藍(lán)染色區(qū)（藍(lán)色區(qū)域，非缺血區(qū)）、TTC染色[紅色區(qū)域，危險(xiǎn)區(qū)面積（area at risk，AAR）]和梗死區(qū)[白色區(qū)域，梗死面積（infarct area，INF）]面積。心肌梗死面積用INF和AAR的百分比表示（INF/AAR×100%）。

1.4 胱天蛋白酶-3活性檢測(cè)

稱(chēng)取各組小鼠缺血區(qū)10mg心肌組織勻漿，Bradford法檢測(cè)蛋白濃度。按Chemicon公司caspase-3活性檢測(cè)試劑盒操作，通過(guò)pNA標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)和Bradford蛋白定量結(jié)果計(jì)算心肌組織單位重量蛋白的caspase-3活性。

1.5 SIRT1活性檢測(cè)

稱(chēng)取各組小鼠缺血區(qū)10mg心肌組織勻漿，Bradford法檢測(cè)蛋白濃度。按Abcam公司SIRT1去乙?；钚詸z測(cè)試劑盒操作，熒光酶標(biāo)儀（SpectraMaxM2，USA）中測(cè)量熒光強(qiáng)度。

1.6 ALDH2活性測(cè)定

比色法定量檢測(cè)心肌ALDH2活性水平。ALDH2的酶活性是根據(jù)在NAD+轉(zhuǎn)化為NADH+的過(guò)程中應(yīng)用紫外分光光度儀檢測(cè)340nm的吸光度值而定。NADH在340nm處的mmol消光系數(shù)為6.22。ALDH2的活性表示為NADH/（min·mg protein）。

1.7 蛋白質(zhì)羰基化檢測(cè)

心肌蛋白樣品懸浮于10mmol/L的2，4?二硝基苯肼，室溫孵育30min，加入20%三氯酸，離心后懸浮于6mol/L的胍溶液。于360～390nm檢測(cè)光吸收羰基含量計(jì)算公式：在360nm處的吸收×45.45nmol/蛋白質(zhì)含量（mg）。

1.8 小鼠離體心臟灌流和I/R模型及心功能檢測(cè)

取老齡組小鼠心臟，采用Langendorff模式4ml/min恒流灌注。對(duì)離體心臟行20min全心無(wú)灌注、30min再灌注。在20min無(wú)灌注前進(jìn)行3個(gè)5min缺血和5min再灌注循環(huán)做IPC處理。通過(guò)左心房切口向左心室插入一個(gè)與傳感器相連的球囊，通過(guò)微量注射器向球囊內(nèi)注水以調(diào)節(jié)左室舒張末壓在10mmHg（1mmHg＝0.133kPa）。記錄計(jì)算心率壓力指數(shù)。

1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS10.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。組間數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析（one-way analysis of variance，one-way ANOVA），若總體差異顯著，再以SNK-檢驗(yàn)分析相應(yīng)兩組間顯著性差異。以＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 老齡鼠心肌IPC保護(hù)作用減退

在成年小鼠中，IPC能明顯改善I/R心臟的心肌損傷，表現(xiàn)為血清中LDH和CK含量降低（圖1 A和圖1B，＜0.05）、心肌梗死面積減?。▓D1C，＜0.05）及心肌細(xì)胞凋亡減少（圖1D；與成年I/R組相比，均＜0.05）。但是，在老齡小鼠中，IPC處理并不能有效地改善I/R后衰老心肌的損傷程度（與老齡I/R組相比，均＞0.05），表明在衰老心肌中IPC的心肌保護(hù)作用出現(xiàn)消退。

2.2 衰老心肌SIRT1活性減退

在成年組心肌中，雖然I/R可導(dǎo)致SIRT1活性下降，但是IPC能明顯激活成年心肌中的SIRT1活性（與成年I/R組相比，＜0.05；圖2）。該結(jié)果符合IPC可激活內(nèi)源性SIRT1發(fā)揮心肌保護(hù)作用結(jié)論。我們進(jìn)而發(fā)現(xiàn)，與成年心肌相比，老齡組心肌在基礎(chǔ)狀態(tài)下即出現(xiàn)SIRT1活性減退（與成年Sham組相比，＜0.05）；I/R進(jìn)一步降低了老齡鼠心肌中SIRT1活性（與老齡Sham組相比，＜0.05）；IPC并不能改善老齡I/R心肌中的SIRT1活性（與老齡I/R組相比，＞0.05；圖2）。該結(jié)果提示，IPC不能有效激活老齡I/R心肌中的SIRT1。

2.3 衰老心肌ALDH2活性減退導(dǎo)致羰基應(yīng)激

我們進(jìn)而觀(guān)察老齡鼠心肌SIRT1活性受抑與羰基應(yīng)激的關(guān)系。在成年組心肌中發(fā)現(xiàn)，I/R可抑制成年心肌中的ALDH2活性；IPC能明顯激活成年心肌中的ALDH2活性（與成年I/R組相比，＜0.05；圖3A）。其結(jié)果是，IPC可顯著抑制I/R成年心肌中的蛋白質(zhì)羰基化程度（圖3B），提示IPC的心肌保護(hù)作用與降低I/R導(dǎo)致的羰基應(yīng)激有關(guān)（與成年I/R組相比，＜0.05）。但是，在基礎(chǔ)狀態(tài)下，與成年心肌相比，老齡組心肌中的ALDH2活性顯著降低（與成年Sham組相比，＜0.05；圖3A）。并且，ALDH2活性減退導(dǎo)致老齡鼠心肌中蛋白質(zhì)羰基化程度出現(xiàn)增高（與成年Sham組相比，＜0.05；圖3B）。在老齡組心肌中我們發(fā)現(xiàn)，IPC并不能改善老齡I/R心肌中的ALDH2活性（與老齡Sham組相比，＜0.05；圖3A），使得老齡心肌中的蛋白質(zhì)羰基化程度在I/R過(guò)程中進(jìn)一步升高（與老齡Sham組相比，＜0.05；圖3B）。該結(jié)果提示，ALDH2活性減退導(dǎo)致衰老心肌在I/R后出現(xiàn)很強(qiáng)的羰基應(yīng)激，并且，IPC并不能有效改善老齡鼠心肌ALDH2活性和羰基應(yīng)激程度。

2.4 激活老齡鼠心肌ALDH2可恢復(fù)IPC對(duì)SIRT1的激活作用

上述結(jié)果顯示衰老心肌中IPC的保護(hù)作用消失可能與羰基應(yīng)激導(dǎo)致的SIRT1失活有關(guān)。為得到進(jìn)一步的證據(jù)，我們采用老齡小鼠心臟進(jìn)行離體灌流實(shí)驗(yàn)，以明確羰基應(yīng)激與老齡鼠心肌SIRT1活性的直接關(guān)系。我們發(fā)現(xiàn)，在老齡鼠心肌中，IPC并不能改善I/R心肌的ALDH2活性和羰基應(yīng)激程度（與老齡I/R組相比，＞0.05；圖3A，圖3B）。但是，預(yù)先給予ALDH2特異性小分子激動(dòng)劑Alda-1（20μmol/L）處理，可顯著改善老齡I/R心肌的ALDH2活性，有效抑制老齡鼠I/R心肌的蛋白質(zhì)羰基化程度（與老齡IPC組相比，＞0.05；圖4A，圖4B）。更為重要的是，激活老齡鼠心肌的ALDH2后，IPC對(duì)SIRT1的激活作用隨之恢復(fù)（圖4C）：老齡鼠I/R心肌中的SIRT1活性顯著增加（老齡IPC+Alda與老齡IPC組相比，＜0.05）。為了明確激活A(yù)LDH2可改善IPC激活老齡鼠心肌SIRT1所帶來(lái)的生物學(xué)作用，我們采用心率壓力指數(shù)衡量I/R后心臟功能（圖5）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，老齡鼠心臟中IPC并不能促進(jìn)I/R后心臟收縮舒張功能的恢復(fù)；在激活老齡鼠心肌的ALDH2后，IPC對(duì)老齡鼠心臟的保護(hù)作用得到顯著改善（老齡IPC+Alda與老齡IPC組相比，＞0.05）。但是，上述激活A(yù)LDH2改善老齡鼠心肌IPC效果的保護(hù)作用均可被SIRT1抑制劑Ex-527（10μmol/L）所阻斷，表明激活A(yù)LDH2是通過(guò)SIRT1發(fā)揮心肌保護(hù)作用。

圖1 IPC對(duì)成年及老齡缺血再灌注心肌的保護(hù)作用

Figure 1 Cardioprotection of IPC on myocardial I/R injury in adult and aged hearts (＝6)

IPC: ischemic preconditioning; I/R: ischemia/reperfusion; LDH: lactate dehydrogenase. Compared with adult I/R group,*＜0.05

圖2 IPC對(duì)成年及老齡缺血再灌注心肌SIRT1活性的影響

Figure 2 Effect of IPC on myocardial SIRT1 activity in adult and aged I/R hearts(＝6)

IPC: ischemic preconditioning; I/R: ischemia/reperfusion; SIRT1: silentinformation regulator related enzyme 1. Compared with adult sham group,*＜0.05; compared with adult I/R group,#＜0.05; compared with aged sham group,△＜0.05

3 討 論

人口老齡化已經(jīng)成為我國(guó)人群心血管病發(fā)病率和死亡率逐年升高的重要原因[6]，60%的缺血性心臟病患者年齡＞65歲。衰老導(dǎo)致心肌內(nèi)源性心肌保護(hù)機(jī)制減退，使心臟抵抗I/R損傷的耐受力顯著降低[7]。從1986年Murry等[8]首先報(bào)道了IPC的心肌保護(hù)作用以來(lái)，IPC一直被認(rèn)為是最有力的心臟內(nèi)源性保護(hù)措施。但是，大量動(dòng)物及臨床研究的證據(jù)表明，自中年開(kāi)始，IPC的心肌保護(hù)效果逐步減退，直至在衰老心臟中“失效”[7,9]。在衰老心肌中，IPC的心肌保護(hù)作用受到抑制的內(nèi)在機(jī)制尚未完全闡明。以往對(duì)衰老心肌IPC作用的研究主要集中在細(xì)胞保護(hù)性激酶機(jī)制，而對(duì)于與年齡直接相關(guān)的心肌蛋白所受的調(diào)控研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于對(duì)IPC功能的探討[10]。本研究明確證實(shí)：第一，不能有效激活SIRT1是老齡鼠心肌IPC保護(hù)作用減退的重要原因；第二，激活A(yù)LDH2可有效降低老齡鼠心肌的羰基應(yīng)激，有效地促進(jìn)IPC過(guò)程中SIRT1的活性，可恢復(fù)IPC對(duì)衰老心肌的保護(hù)作用。

Sir3樣蛋白（Sir3-like protein）sirtuin是一組具有NAD+依賴(lài)性的組蛋白去乙?；D(zhuǎn)移酶，在調(diào)控衰老和心肌功能方面發(fā)揮重要作用。SIRT1是sirtuin家族成員中最重要也是迄今研究最為全面的一個(gè)蛋白質(zhì)分子。由于SIRT1與衰老關(guān)系密切，它也成為包括心肌I/R等相關(guān)性疾病研究的熱點(diǎn)蛋白[11]。已知的SIRT1作用底物有10余種，其中很多是衰老調(diào)節(jié)因子，如p53Foxo，PGC-1α等。我們前期研究證實(shí)，SIRT1活性降低是心肌衰老的重要標(biāo)志，并且可引發(fā)心肌功能和代謝的系列改變[4]。Nadtochiy等[12]的實(shí)驗(yàn)證實(shí)SIRT1在成年小鼠心肌IPC中發(fā)揮重要作用。那么，SIRT1活性減退是否參與了老齡鼠心肌IPC保護(hù)作用減退？本研究證實(shí)，IPC可通過(guò)激活SIRT1有效抑制成年心肌的I/R損傷，但是，IPC不能有效激活老齡鼠心肌的SIRT1。通過(guò)干預(yù)手段提高SIRT1活性，可有效回復(fù)IPC的心肌保護(hù)作用，促進(jìn)衰老心肌缺血后功能恢復(fù)。該結(jié)果提示SIRT1活性對(duì)于維持IPC心肌保護(hù)作用是必要的。

圖3 IPC對(duì)成年及老齡缺血再灌注心肌ALDH2活性和蛋白質(zhì)羰基化的影響

Figure 3 Effect of IPC on myocardial ALDH2 activity and protein carbonyl in adult and aged I/R hearts (＝6)

IPC: ischemic preconditioning; I/R: ischemia/reperfusion; ALDH2: aldehyde dehydrogenase 2. Compared with adult sham group,*＜0.05; compared with adult I/R group,#＜0.05; compared with aged sham group,△＜0.05

圖4 激活A(yù)LDH2對(duì)老齡鼠離體灌流心臟IPC心肌保護(hù)作用的影響

Figure 4 Effect of ALDH2 activation on the cardioprotection of IPC in isolated aged hearts (＝6)

IPC: ischemic preconditioning; ALDH2: aldehyde dehydrogenase 2; SIRT1: silent information regulator related enzyme 1; Alda: agonist of ALDH2; Ex: antagonist of SIRT1. Compared with IPC group,*＜0.05

圖5 激活A(yù)LDH2對(duì)老齡鼠離體IPC心臟收縮和舒張功能的影響

Figure 5 Effect of ALDH2 activation on the cardioprotection of IPC (systolic and diastolic function) in isolated aged hearts (＝6)

ALDH2: aldehyde dehydrogenase 2; IPC: ischemic preconditioning; SIRT1: silent information regulator related enzyme 1; Alda: agonist of ALDH2; Ex: antagonist of SIRT1. Compared with I/R group,*＜0.05; compared with of IPC+Alda group,#＜0.05

隨之而來(lái)的問(wèn)題是衰老心肌SIRT1活性受抑的可能機(jī)制仍不清楚。相關(guān)研究顯示，在衰老過(guò)程中心肌細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生多種具有細(xì)胞毒性的醛類(lèi)物質(zhì)，可攻擊蛋白質(zhì)側(cè)鏈導(dǎo)致蛋白質(zhì)交聯(lián)變性，形成羰基化改變[13]。正常生理?xiàng)l件下，內(nèi)源性生成的不飽和醛類(lèi)物質(zhì)的產(chǎn)生和清除是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程。一旦醛毒的產(chǎn)生和清除的平衡被打破，導(dǎo)致了蛋白質(zhì)等生物大分子的羰基化失活增加，即為羰基應(yīng)激[14,15]。羰基應(yīng)激可嚴(yán)重破壞心肌蛋白活性，在遭受I/R等損傷時(shí)，將導(dǎo)致心肌損傷加重。我們前期研究已經(jīng)證實(shí)羰基應(yīng)激是衰老心肌缺血易損性增加的重要機(jī)制[4]。并且，我們及相關(guān)研究都發(fā)現(xiàn)，心肌SIRT1是羰基應(yīng)激的重要靶點(diǎn)分子[16]；SIRT1羰基化失活與衰老心肌抗缺血能力密切相關(guān)[4]。ALDH2是細(xì)胞內(nèi)羰基生物轉(zhuǎn)化最重要的催化機(jī)制，ALDH2可以將有細(xì)胞毒性的醛氧化為帶羧基的酸，這是體內(nèi)最徹底的羰基轉(zhuǎn)化途徑[17]。我們對(duì)ALDH2的研究顯示，在心肌細(xì)胞中，ALDH2可以迅速清除細(xì)胞內(nèi)的醛毒性，保護(hù)心肌細(xì)胞功能[18,19]。但是，激活A(yù)LDH2抑制蛋白質(zhì)羰基化損傷能否改善IPC對(duì)衰老心肌的保護(hù)作用尚需深入研究。針對(duì)上述問(wèn)題，本研究證實(shí)，老齡鼠心肌中羰基應(yīng)激抑制了IPC的心肌保護(hù)作用。但是預(yù)先激活A(yù)LDH2，顯著降低老齡鼠心肌的羰基應(yīng)激程度，可有效恢復(fù)IPC對(duì)SIRT1的激活，增加對(duì)衰老心肌的保護(hù)效果。而ALDH2的保護(hù)作用可被SIRT1抑制劑所阻斷，也證實(shí)SIRT1活性是ALDH2發(fā)揮心肌保護(hù)作用的關(guān)鍵因素。

總之，衰老相關(guān)的心肌SIRT活性減退是老齡鼠心肌喪失IPC保護(hù)作用的重要機(jī)制。激活心肌ALDH2可有效抑制老齡鼠心肌中蛋白質(zhì)羰基化水平。抑制羰基應(yīng)激引起的SIRT1失活可能是激活A(yù)LDH2改善老齡鼠心肌IPC保護(hù)作用的重要原因。本研究進(jìn)一步明確了ALDH2在心肌衰老過(guò)程中扮演的基礎(chǔ)作用。同時(shí)證實(shí)，在老齡鼠心肌中激活A(yù)LDH2可以促進(jìn)內(nèi)源性的心肌保護(hù)能力，為與衰老相關(guān)的心血管疾病治療提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

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（編輯: 李菁竹）

Inhibiting carbonyl stress improves cardioprotection of myocardial ischemic preconditioning in elderly mice

WANG Zhi-Fa1, LI Chen2, YIN Yue1, WANG Yi-Shi1, YANG Zheng2, MA Heng1*

(1Department of Physiology, College of Basic Medical Sciences;2the First Cadet Brigade, the Fourth Military Medical University, Xi’an 710032, China)

To determine the effect of aldehyde dehydrogenase 2 (ALDH2) activation on the cardioprotection of ischemic preconditioning (IPC) in the elderly mice, and analyze the possible mechanism on aging-related IPC cardioprotection decline by investigating the difference of silent information regulator related enzyme 1 (SIRT1) activity during the IPC process between the adult and aged mice.Male C57BL/6 adult (2 months old) and aged (20 months old) mice (6 in each group) were subjected to IPC (left anterior descending coronary artery was occluded for 3×5min, interspersed with 5min of reperfusion) and followed by ischemia/reperfusion (I/R, 30min ischemia/4h reperfusion) injury. Hearts from aged C57BL/6 mice were Langendorff-perfused and subjected toIPC and I/R injury for cardiac function recording. At the end of reperfusion, ALDH2 and SIRT1 activity and protein carbonylation in the myocardial tissueandwere measured.Compared with the adult hearts, IPC treatment failed to decrease I/R injury nor increase SIRT1 activity in the aged myocardium (＜0.05). A significant decrease in ALDH2 activity was observed in the aged hearts (＜0.05), which then resulted in enhanced carbonyl stress in I/R aged hearts (＜0.05). Also, IPC treatment failed to improve ALDH2 activity nor decrease carbonyl stress in the aged myocardium (＜0.05). ALDH2 Activation inhibited the carbonylation level and restored the IPC-induced SIRT1 activation in aged hearts (＜0.05), which further promoted the recovery of systolic and diastolic function after I/R injury in aged hearts.Activating myocardial ALDH2 significantly improves the cardioprotection of IPC in aged hearts, which might be due to SIRT1 inactivation induced by suppressing carbonyl stress.

aldehyde dehydrogenase; silent information regulator related enzyme 1; ischemic preconditioning; protein carbonylation; aging

(81322004, 81170108).

R345.5; R619.9

A

10.3724/SP.J.1264.2014.000140

2014?06?03;

2014?06?30

國(guó)家自然科學(xué)基金（81322004，81170108）

馬 恒, E-mail: hengma@fmmu.edu.cn