摘要目的:探究miR-182-5p對心肌細(xì)胞凋亡的影響,進(jìn)而以更好的闡明miR-182-5p在心肌梗死中的作用和意義。方法:構(gòu)建大鼠心肌梗死模型,末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的dUTP缺口末端標(biāo)記測定法(TUNEL)法檢測心肌凋亡、實時熒光定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(qRT-PCR)及蛋白免疫印跡(Western Blot)法檢測miR-182-5p及凋亡相關(guān)分子的表達(dá)。使用miR-182-5p mimics及inhibitor轉(zhuǎn)染大鼠心肌細(xì)胞H9c2,構(gòu)建缺氧模型,細(xì)胞計數(shù)試劑盒-8(CCK-8)法檢測心肌細(xì)胞活力,Western Blot法檢測凋亡相關(guān)指標(biāo)表達(dá)水平,半胱氨酰蛋白酶3/7(Caspase-3/7)活性檢測試劑盒檢測Caspase-3/7的活性。使用pAAV9-CMV腺相關(guān)病毒構(gòu)建miR-182-5p的過表達(dá)病毒,通過尾靜脈注射至心肌梗死模型小鼠體內(nèi),檢測AAV9-miR-182-5p對心肌梗死誘導(dǎo)的心肌凋亡水平的影響。結(jié)果:大鼠心肌梗死模型中miR-182-5p表達(dá)水平減少,且細(xì)胞凋亡水平增加。在H9c2心肌缺氧模型中,miR-182-5p可以加重缺氧對心肌細(xì)胞活力的抑制,并減少抗凋亡分子B細(xì)胞淋巴瘤2(Bcl-2)、增加促凋亡分子Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)的表達(dá),同時對Caspase-3/7的活性有明顯的促進(jìn)作用。而AAV9-miR-182-5p的注射可以顯著加重小鼠心肌梗死模型中心肌細(xì)胞的凋亡水平。結(jié)論:miR-182-5p可以加重心肌梗死下的心肌損傷,其途徑是通過促進(jìn)凋亡來實現(xiàn)的。
關(guān)鍵詞心肌梗死;miR-182-5p;心肌缺氧;細(xì)胞凋亡;實驗研究
doi:10.12102/j.issn.1672-1349.2024.17.011
Mechanism of miR-182-5p Promoting Myocardial Cell Apoptosis in Rats with Myocardial Infarction
PEI Yajun, WANG Yanhong
Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, Shanxi, China; Third Hospital of Shanxi Medical University(Shanxi Bethune Hospital, Shanxi Academy of Medical Sciences, Tongji Shanxi Hospital), Taiyuan 030032, Shanxi, China
Corresponding AuthorWANG Yanhong, E-mail: wangyanhongmail@126.com
AbstractObjective:To investigate the mechanism of miR-182-5p promoting myocardial cell apoptosis in rats with myocardial infarction.Methods:Myocardial infarction model of rats was constructed.Myocardial apoptosis was detected by terminal deoxyribonucleotidyl transferase(TdT)-mediated dUTP nick end labeling(TUNEL).The expression of miR-182-5p and apoptosis-related molecules were detected by real-time quantitative fluorescent reverse transcription polymerase chain reaction(qRT-PCR) and Western Blot.miR-182-5p mimics and inhibitor transfected rat cardiomyocytes H9c2 to construct hypoxia model.Cell count Kit 8(CCK-8) was used to detect cardiomyocyte cell viability.The expression levels of apoptosis-related factor were detected by Western Blot.Caspase-3/7 activity detection kit was used to detect the activity of Caspase-3/7.The overexpression virus of miR-182-5p was constructed using pAAV9-CMV adeno-associated virus and injected into the mouse model of myocardial infarction through the tail vein to detect the effect of AAV9-miR-182-5p on the level of myocardial apoptosis induced by myocardial infarction.Results:The expression level of miR-182-5p decreased and the apoptosis level increased in the rat model of myocardial infarction.In H9c2 myocardial hypoxia model,miR-182-5p could aggravate the inhibition of hypoxia on cardiomyocyte viability,reduce the anti-apoptotic molecule B-cell lymphoma 2(Bcl-2),and increase the expression of pro-apoptotic molecule Bcl-2 associated X protein(Bax).At the same time,the activity of Caspase-3/7 was significantly promoted.The injection of AAV9-miR-182-5p significantly increased the level of apoptosis of cardiomyocytes in mouse myocardial infarction models.Conclusion:miR-182-5p can aggravate myocardial damage after myocardial infarction by promoting apoptosis.
Keywords myocardial infarction; miR-182-5p; myocardial hypoxia; cell apoptosis; experimental study
心血管疾病是全球三大死亡疾病之一,其中,心肌缺血導(dǎo)致的心肌梗死是其主要因素,心肌梗死已成為最常見的單一死亡病因[1-2]。目前,針對心肌梗死的治療主要是通過冠狀動脈搭橋、溶栓等恢復(fù)心肌血流供應(yīng)的再灌注療法,但是由缺血再灌注造成的心率失常發(fā)作、心肌功能失常及心肌梗死面積的增加等又成為治療過程中新的難題[3-5]。因此,探究心肌梗死的發(fā)病機(jī)制,對于心肌梗死的診治非常重要。
miR-182-5p是一種內(nèi)源性短鏈非編碼的RNA分子,在轉(zhuǎn)錄水平通過抑制翻譯或誘導(dǎo)降解靶mRNA的功能。研究表明,miR-182-5p在動脈粥樣硬化、心肌梗死、心室重塑等心血管疾病方面具有重要作用[6-8]。miR-182-5p可作為慢性心力衰竭病人預(yù)后良好的預(yù)測因素,為心肌疾病的診斷、治療以及預(yù)后提供新的策略[9-11]。在心肌梗死的體內(nèi)外模型中發(fā)現(xiàn),抑制miR-182-5p可顯著減少缺血缺氧造成的心肌損害[12-13]。而促進(jìn)miR-182-5p的表達(dá),可緩解心肌梗死、提高心肌存活,體現(xiàn)miR-182-5p對心肌功能的保護(hù)作用[14]。然而miR-182-5p在心肌梗死中的確切作用機(jī)制尚不明確。
由缺血缺氧引起的心肌細(xì)胞死亡最主要的表現(xiàn)形式之一為細(xì)胞凋亡,是心肌梗死后心肌細(xì)胞持續(xù)丟失,從而造成心室重構(gòu)、心力衰竭、心源性猝死的重要原因[15-17]。減少心肌細(xì)胞凋亡的發(fā)生是改善梗死心肌損傷的重要研究方向,并成為判斷分子/藥物/處理因素等對心肌梗死影響的重要參考指標(biāo)[18-19]。本研究擬觀察心肌梗死及缺氧前后,miR-182-5p對心肌凋亡的影響,為闡明miR-182-5p對心肌梗死的分子病理機(jī)制研究提供更為確切的理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1實驗動物
無特定病原體(SPF)級8~10周齡成年健康雄性SD大鼠36只,實驗大鼠心肌梗死模型用于檢測心肌細(xì)胞凋亡、miR-182-5p及凋亡相關(guān)分子的表達(dá)水平。體質(zhì)量220~280 g,由成都達(dá)碩實驗動物有限公司提供。SD大鼠自購回后保持自由飲水、進(jìn)食,溫度23~25 ℃,適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后分為假手術(shù)(Sham)組和心肌梗死組。
SPF級8周齡C57BL/6雄性小鼠60只,實驗小鼠心肌梗死模型主要用于驗證miR-182-5p在體內(nèi)對心肌梗死的影響。體質(zhì)量20 g,購自斯貝福(北京)生物技術(shù)有限公司。
所有動物飼養(yǎng)于北京邁德康納動物實驗中心,分籠飼養(yǎng),環(huán)境溫度為20~25 ℃,相對濕度60%,采用明暗各12 h交替的動物照明光循環(huán)照明,動物飲用水及籠具經(jīng)高壓滅菌鍋滅菌處理,飼料及墊料均經(jīng)輻照處理,自由飲水,每天更換1次墊料。動物在動物房中適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d后進(jìn)行實驗造模。
1.2主要試劑
DMEM(Dulbecco′s modified Eagle′s medium,DMEM)培養(yǎng)基和胎牛血清購自Gibco公司,胰酶和Ⅱ型膠原酶購自美國Sigma公司,RNA反轉(zhuǎn)錄試劑盒購自北京生東科技有限公司,實時熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)試劑購自賽默飛世爾科技(中國)有限公司,Lipofectamine3000和TRIzol試劑購自美國Invitrogen公司,細(xì)胞計數(shù)試劑盒-8(CCK-8)和活性氧(ROS)試劑盒購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司等。
1.3心肌梗死模型的構(gòu)建
大鼠心肌梗死模型的構(gòu)建:將大鼠分為實驗組與假手術(shù)組,每組3只。實驗組采用苯巴比妥鈉麻醉大鼠(用量為100 mg/kg),無菌環(huán)境下切開氣管并插管,連接呼吸機(jī),調(diào)整頻率為60次/min。左側(cè)胸部去毛碘伏消毒,于第3、第4肋間開胸,撕開心包,暴露心臟,擠出心臟在左心耳的右緣下1~2 mm處、肺動脈圓錐左緣處用圓針穿過左冠狀動脈前降支下方的心肌表層,用5-0線結(jié)扎,結(jié)扎成功后,可觀察到結(jié)扎血管以下心室壁稍變白,立即將心臟放入胸腔并縫合胸腔,用注射器將胸腔內(nèi)空氣抽出,確定無開放性氣胸后依次縫合胸壁各層組織。對于假手術(shù)組,僅穿線不結(jié)扎,其他同實驗組。
小鼠心肌梗死模型的構(gòu)建:將小鼠分為空載體組與miR-182過表達(dá)組,每組3只。其中,空載體組只注射空載體腺相關(guān)病毒,miR-182過表達(dá)組注射miR-182-5p的腺相關(guān)病毒,兩組均進(jìn)行心肌梗死模型的構(gòu)建。麻醉小鼠,用帶6-0不可吸收絲線的小圓針在左心耳下緣2~3 mm處結(jié)扎左冠狀動脈前降支(LAD),結(jié)扎成功后心尖瞬間變白,立即用止血鉗撐開切口將心臟送回胸腔,收緊荷包關(guān)閉胸腔。
1.4大鼠心肌細(xì)胞的培養(yǎng)
H9c2大鼠胚胎心肌細(xì)胞購自上海中科院細(xì)胞庫,使用含有10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)胞,在95%空氣+5%CO2環(huán)境下進(jìn)行常氧培養(yǎng)。在細(xì)胞匯合度為80%時使用含有乙二胺四乙酸(EDTA)的0.25%胰酶消化并傳代,待細(xì)胞匯合度為60%~80%時進(jìn)行實驗。
1.5大鼠心肌細(xì)胞缺氧模型的建立
缺氧實驗的前1 d,按照2.5×106個細(xì)胞傳代至60 mm的細(xì)胞培養(yǎng)皿,在37 ℃培養(yǎng)箱中貼壁過夜。第2天,預(yù)先使用缺氧操作臺將氧氣濃度降低到1%以下,在缺氧操作臺中使用氮氣預(yù)處理完全培養(yǎng)基以除去氧氣,然后將細(xì)胞放置在缺氧操作臺進(jìn)行換液,更換完液體,使用缺氧轉(zhuǎn)移倉將細(xì)胞放置在1%氧氣濃度的三氣培養(yǎng)箱中,37 ℃培養(yǎng)。在0、6、12、24、48 h后分別取樣后,將細(xì)胞轉(zhuǎn)移至缺氧操作臺進(jìn)行實驗。
1.6腺相關(guān)病毒的構(gòu)建與注射
使用pAAV9-CMV_bGI-EGFP-3xFlag-mmu構(gòu)建miR-182-5p的腺相關(guān)病毒,病毒構(gòu)建相關(guān)過程委托天津舍維斯生物進(jìn)行。病毒收集后保存至-80 ℃冰箱備用。然后進(jìn)行病毒尾靜脈的注射,將小鼠放置在固定槽中,固定槽背部有數(shù)個可將尾巴穿過的小孔,將尾巴從小孔中穿出后,暴露尾靜脈,75%乙醇擦拭,使尾靜脈充分?jǐn)U張,使用4號針頭,將純化后的腺相關(guān)病毒按照3×1011 PFU的病毒滴度,每只注射50 μL,適應(yīng)性飼養(yǎng)2周后,觀察小鼠活動、進(jìn)食、飲水等生命體征,取生長狀況良好的小鼠,取心肌組織后,觀察綠色熒光以及miR-182-5p的表達(dá)水平。將鑒定成功的小鼠用于之后的心肌梗死實驗。
1.7末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的dUTP缺口末端標(biāo)記測定法(terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling,TUNEL)檢測心肌細(xì)胞凋亡
取材后,用PBS清洗,4%多聚甲醛固定。將組織浸泡乙醇脫水10 min。將脫水后的組織分別浸泡在二甲苯中透明10 min。將透明處理過的組織浸泡于融化的石蠟中3 h后,包埋,用切片機(jī)將石蠟塊中的組織切成5 μm厚的薄片,并平鋪于防脫玻片上。將切片放置于55 ℃烤片機(jī)上,使組織片緊貼于防脫玻片上,然后進(jìn)行石蠟切片脫蠟復(fù)水后,加入50 μL TUNEL反應(yīng)混合液于樣本上,放入濕盒,恒溫培養(yǎng)箱(37 ℃)中孵育60 min;用1×PBS洗滌樣本3次,每次3 min;再使用蘇木素染色液進(jìn)行細(xì)胞核染色。最后,PBS洗滌3次,用中性樹脂封固,光鏡下檢查。
1.8實時熒光定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(quantitative real-time reverse transcription polymerase chain reaction,qRT-PCR)檢測 miR-182-5p的表達(dá)水平
超凈工作臺中備好去除RNA酶的實驗用品,將不同實驗組細(xì)胞棄掉細(xì)胞培養(yǎng)液,預(yù)冷PBS沖洗2遍,TRIzol法提取細(xì)胞內(nèi)總RNA。超微量分光光度計測定RNA濃度和純度,按照逆轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書將RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA。qRT-PCR反應(yīng)體系:cDNA模板1 μL,正向、反向引物(10 mmol/L)各0.5 μL,PCR混合液10 μL,過氧化氫溶液8 μL,總體積20 μL。反應(yīng)條件:95 ℃ 2 min,95 ℃ 10 s,引物退火34 s,72 ℃ 30 s,40個循環(huán);熔解溫度95 ℃ 1 min,55 ℃ 1min,95 ℃ 15 s。以U6為內(nèi)參對照,每組3個重復(fù),計算機(jī)系統(tǒng)自動分析各樣本Ct值,使用公式2-ΔΔCt計算基因相對表達(dá)量。引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成(見表1)。
1.9蛋白免疫印跡法(Western Blot)檢測蛋白質(zhì)表達(dá)水平
配制含有蛋白酶抑制劑的RIPA裂解液,裂解液成分為:50 mmol/L氯化氫三羥甲基氨基甲烷(Tris-HCL),150 mmol/L氯化鈉(sodium chloride,NaCl),1%曲拉通 X-100(Triton X-100,Triton X),1%去氧膽酸鈉(sodium deoxycholate),0.1%十二烷基硫酸鈉(sodium dodecyl sulfate,SDS),5 mmol/L乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)。蛋白酶抑制劑成分為:2 μg/mL抑肽酶(aprotinin)、1 mmol/L苯甲基磺酰氟(phenylmethylsulfonyl fluoride,PMSF)、1 μg/mL亮肽素(Leupeptin)的蛋白酶抑制劑。以上試劑均購自Sigma-Aldrich公司。所有實驗操作均在冰上進(jìn)行。裂解蛋白后,雙縮脲蛋白定量法(bicinchoninic acid assay,BCA)法定量,取30 ng的總蛋白上樣。電泳條件為:120 V 15 min,150 V 55 min,轉(zhuǎn)膜條件為:恒流300 mA 2 h。使用含有5%脫脂奶粉的含吐溫-20的磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline with tween-20,PBS-T)封閉1 h,抗體孵育過夜,使用的抗體稀釋條件為:缺氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxia-inducible factor 1-alpha,HIF-1α,NB100-105,1∶1 000;Novus Biologicals),β-肌動蛋白(Beta-actin,β-actin,ab49900,1∶10 000,HRP-conjugated;Abcam),B細(xì)胞淋巴瘤2(B-cell lymphoma 2,Bcl-2)(26593-1-ap,1∶1 000;proteintech),Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bcl-2-associated X protein,Bax,ab32503,1∶2 000;Abcam),Bcl-2/腺病毒E1B 19 kDa蛋白相互作用蛋白3(Bcl-2/adenovirus E1B 19 kDa protein-interacting protein 3,Bnip3,ab109362,1∶1 000;Abcam),腫瘤蛋白p53(tumor protein p53,P53,ab26,1∶1 000;Abcam),半胱氨酸蛋白酶3(Cysteine-aspartic protease 3,Caspase-3,19677-1-AP,1∶500;proteintech),半胱氨酸蛋白酶7(cleaved Caspase-7)(#8438,1∶500;CST),裂解多聚ADP核糖聚合酶[cleaved Poly(ADP-ribose)polymerase,cleaved PARP](#9542,1∶500;CST)。次日,洗膜后,加入山羊抗兔(1∶25000,Bioss Antibodies)、山羊抗小鼠(1∶25 000,Bioss Antibodies)的抗體孵育4 h。使用ChemiDoc MP Imaging System(Bio-Rad Laboratories)進(jìn)行蛋白成像。
1.10miR-182 mimics和inhibitor的轉(zhuǎn)染
miR-182模擬物(mimics)、抑制物(inhibitor)以及對照物(control)購自北京梓熙生物,使用Lipofectamine 3000(Invitrogen)將其轉(zhuǎn)染至H9c2細(xì)胞,所有操作按照說明書進(jìn)行。轉(zhuǎn)染完成后,使用無血清培養(yǎng)基孵育細(xì)胞過夜,次日更換培養(yǎng)基,24~48 h后驗證轉(zhuǎn)染效率,驗證成功后進(jìn)行后續(xù)實驗。
1.11流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞凋亡
新鮮心肌組織用眼科剪剪成肉糜狀,磷酸緩沖液反復(fù)清洗去除血細(xì)胞,胰蛋白酶和Ⅱ型膠原酶1∶1比例消化,消化完全后300目網(wǎng)篩過濾,添加胎牛血清終止消化。160 g/min離心10 min,棄上清,磷酸緩沖液反復(fù)吹打、清洗細(xì)胞,制成心肌細(xì)胞單細(xì)胞懸濁液。5×106個/mL細(xì)胞取100μL,加 5 μLAnnexinV-PE、1 μL 7-氨基放線菌素D(7-aminoactinomycin D,7AAD)溶液,避光冰上孵育10 min,加400 μL冰的Binding Buffer,30 min內(nèi)流式細(xì)胞儀檢測心肌細(xì)胞凋亡情況。
1.12CCK-8法檢測細(xì)胞活力
檢測前,計數(shù)細(xì)胞,將細(xì)胞濃度調(diào)整至2×104個/mL的濃度,接種于96孔板,每組設(shè)置5個復(fù)孔。然后在37 ℃細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)過夜,于第2天,將細(xì)胞放置于1%O2、5%CO2、94%N2的三氣培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h,同時設(shè)正常條件下培養(yǎng)的細(xì)胞為對照組。培養(yǎng)結(jié)束后每孔中加入10 μL CCK-8工作液,于培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)3 h,酶標(biāo)儀測定450 nm處光密度(OD)值,去掉最大值與最小值后,每組結(jié)果取平均值,細(xì)胞存活率按照以下公式計算。細(xì)胞存活率(%)=(缺氧組OD值-空白組OD值)/(正常組OD值-空白孔OD值)×100。
1.13Caspase-3/7活性水平的檢測
使用Caspase-3/7細(xì)胞凋亡活性檢測試劑盒(Sangon Biotech)檢測Caspase-3/7的活性。準(zhǔn)備兩個96孔板,每個96孔板中,將2×104個細(xì)胞接種于每孔中,每組設(shè)置三個復(fù)孔。過夜貼壁后,顯微鏡下觀察細(xì)胞狀態(tài),然后將其中一個96孔板放置于1%O2、5%CO2、94%N2的培養(yǎng)箱中進(jìn)行缺氧培養(yǎng),另一個96孔板放置在5%CO2、95%空氣的正常條件下為對照組。培養(yǎng)結(jié)束后,更換Caspase-3/7檢測緩沖液,并在37 ℃,5%CO2培養(yǎng)箱中避光孵育1.5 h,檢測Ex/Em=490/525 nm處的熒光強(qiáng)度。
1.14統(tǒng)計學(xué)處理
采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的定量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,兩組間比較采用t檢驗,多組間比較使用單因素方差分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1心肌梗死誘導(dǎo)miR-182-5p降低伴心肌細(xì)胞凋亡發(fā)生
TUNEL結(jié)果顯示,與假手術(shù)組相比,實驗組大鼠梗死心肌組織凋亡細(xì)胞顯著增加(見圖1),miR-182-5p的表達(dá)水平降低(P<0.05),詳見圖2,而凋亡相關(guān)分子Bcl-2在心肌梗死后降低,促凋亡分子Bax表達(dá)水平上調(diào)(P<0.05),對凋亡具有多重影響的HIF-1α表達(dá)水平也上調(diào)(P<0.05),詳見圖3。H9c2心肌細(xì)胞在缺氧下miR-182-5p的表達(dá)水平隨著缺氧時間的延長(0、6、12、24、48 h)逐漸下降(P<0.05),展現(xiàn)出與心肌梗死較為一致的趨勢(見圖4)。表明缺血缺氧造成的心肌細(xì)胞損傷,會伴隨著凋亡事件的產(chǎn)生,并且會造成miR-182-5p的表達(dá)水平下降。
2.2抑制miR-182-5p促進(jìn)缺氧心肌細(xì)胞的增殖
結(jié)果顯示,miR-182-5p mimics/inhibitor成功轉(zhuǎn)染至H9c2(見圖5)。在缺氧的不同時間下(0、24、48 h),miR-182-5p mimics可以抑制心肌細(xì)胞在缺氧48 h下的細(xì)胞活力,miR-182-5p inhibitor可以導(dǎo)致H9c2心肌細(xì)胞的活力升高(見圖6)。以上結(jié)果表明,miR-182-5p對心肌細(xì)胞增殖的抑制作用。
2.3miR-182-5p對缺氧心肌細(xì)胞H9c2凋亡水平的影響
結(jié)果顯示,miR-182-5p的過表達(dá)可以增加心肌細(xì)胞在缺氧下的Caspase-3活性水平,而其抑制可以顯著降低心肌細(xì)胞在缺氧下的Caspase-3活性水平(見圖7)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),miR-182-5p的過表達(dá)可以顯著降低心肌細(xì)胞在缺氧下Bcl-2的表達(dá)、促進(jìn)Bax的表達(dá),而miR-182-5p inhibitor,可造成心肌細(xì)胞在缺氧下Bcl-2表達(dá)水平的增高以及Bax表達(dá)水平的降低(見圖8、圖9)。以上結(jié)果提示,miR-182-5p對缺氧心肌凋亡的促進(jìn)作用。
2.4AAV9-miR-182-5p的注入可以加大小鼠心肌梗死的損傷
結(jié)果顯示,AAV9-miR-182-5p注射后,miR-182-5p過表達(dá)組小鼠心肌組織顯示了明亮的綠色熒光(見圖10),并且較空載體組明顯上升(見圖11),表明成功將AAV9-miR-182-5p感染到小鼠心肌細(xì)胞內(nèi)。小鼠心肌梗死模型下,AAV9-miR-182-5p可以顯著降低抗凋亡分子Bcl-2的表達(dá),增加促凋亡分子Bax表達(dá)以及凋亡執(zhí)行分子Caspase-3的活性(見圖12)。流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果顯示,miR-182-5p的表達(dá)可以顯著增加心肌組織凋亡率(見圖13)。以上結(jié)果表明,miR-182-5p是一個對梗死心肌有負(fù)面影響的分子,且對凋亡相關(guān)事件發(fā)揮重要的促進(jìn)作用。
3討論
本研究結(jié)果顯示,在心肌梗死的體內(nèi)外模型中發(fā)現(xiàn),miR-182-5p顯著加重了心肌梗死后的心肌凋亡,并對心肌功能產(chǎn)生負(fù)面影響。miR-182在人和小鼠中具有相似的表達(dá)模式[20],但在不同組織和細(xì)胞中的表達(dá)差異較大[21-23],從而產(chǎn)生特定的調(diào)控作用。研究表明,血清miR-182的上調(diào)可能是慢性心力衰竭的標(biāo)志性分子[6,9,11],其抑制或表達(dá)增加會極大地影響心血管疾病的發(fā)展。表明miR-182-5p可能是心肌梗死基礎(chǔ)研究或未來診治相對較好的指標(biāo)分子。
研究顯示,抑制miR-182-5p可以改善梗死心肌損傷[24];而下調(diào)miR-182-5p在缺氧條件下可顯著抑制心肌細(xì)胞的損傷與凋亡[12]。提高miR-182-5p的表達(dá)在缺氧條件下可促進(jìn)細(xì)胞增殖并抑制凋亡[25]。另有研究表明,通過外泌體導(dǎo)入miR-182-5p可靶向調(diào)控TLR4的表達(dá),抑制多種炎癥通路,顯著提高心肌梗死小鼠的存活率并改善心功能[26]。本研究中,通過對H9c2心肌細(xì)胞進(jìn)行不同缺氧梯度處理,以及使用AAV9病毒包裝以實現(xiàn)基因干預(yù),觀察到miR-182-5p對心肌功能和心肌梗死的負(fù)面影響。
缺血性心肌病和一些先天性心臟病的發(fā)展與細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。缺血缺氧引起的心肌細(xì)胞凋亡導(dǎo)致心肌細(xì)胞逐漸丟失、膠原支架斷裂、心室擴(kuò)張和心室重塑,是多種心臟不良事件的重要原因[27-29]。目前,針對miR-182在心肌梗死中對凋亡途徑的影響,仍有很多不明確的地方。參與凋亡調(diào)控的Bcl家族蛋白,如Bcl-2、Bax等,在啟動與抑制凋亡方面起著重要作用。Bcl-2是經(jīng)典的抗凋亡分子,在心肌梗死研究中顯示,其通過多種機(jī)制抑制凋亡[30-32]。Bax是主要的促凋亡基因,通過激活Caspase-9和調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與線粒體介導(dǎo)的凋亡啟動[32-34]。Bax與Bcl-2的比例是決定細(xì)胞凋亡抑制作用強(qiáng)弱的關(guān)鍵因素[35-37]。本研究表明,miR-182-5p通過促進(jìn)凋亡相關(guān)分子表達(dá)并抑制抗凋亡分子表達(dá),增加心肌細(xì)胞在缺血缺氧條件下的凋亡,明確了其對心肌功能的影響。
綜上所述,miR-182-5p是一個促進(jìn)心肌凋亡的重要指標(biāo),緩解由其引起的損傷具有重要的臨床意義。探究miR-182-5p在心肌梗死/缺氧條件下對凋亡分子的具體調(diào)控機(jī)制,尋找關(guān)鍵靶點,是未來研究的重點,并可能為基因治療心肌梗死提供新的理論依據(jù)。
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(收稿日期:2023-10-23)
(本文編輯鄒麗)