活性氧自由基对心肌细胞损伤效应研究
- 格式:pdf
- 大小:270.67 KB
- 文档页数:5
国际免疫学杂志2021年1月第44卷第1期丨m j hnmUn 〇U a n .2021,V 〇1.44,N 〇. 1• 71 ••综述•心肌缺血再灌注损伤中细胞焦亡的研究进展刘成兴林吉斌李大主华中科技大学同济医学院附属协和医院心内科,武汉43〇〇22 通信作者:李大主,E m a i l :lid a z h u h p @ s o h u . c o m ,电话:139****1110【摘要】细胞焦亡是近年来发现并被证实的一种新的细胞程序性死亡方式,它的特征是依赖半胱氨酸天冬氨酸酶丨(cysteinyl aspartate specific proteinase 1 ,caspase-l)并伴随大量炎症因子的释放。
细胞 焦亡参与了包括感染性疾病在内的多种疾病的病理生理过程作为一种新的调节性细胞死亡方式,近 年来细胞焦亡受到了广泛的关注。
新近研究发现,细胞焦亡也参与了心肌缺血再灌注损伤(myocardialiscliemia reperfusion injury,MIRI)过程,文摩:就M 丨R I 中细胞焦亡的研究进展进行综述.【关键词】细胞焦亡;心肌缺血再灌注损伤;炎性小体基金项目:国家自然科学基金(8〗670404,81700390)D O I :10. 3760/cma.j. issn. 16734394.2021.01.012Research progress of cell pyroptosis in myocardial ischemia reperfusion injuryLiu Chengxing,Lin Jibin ,Li DazhuDepartment of Cardiology .Union Hospital ,Tongji Medical College ,Haazhong University o f Science and Technology ,Wuhan 430022, ChinaCorresponding author : Li I)azhu , Email : lidazkuhp@ sohu. com , Tel : 13971091 1 10【Abstract 】 Cell pyroptosis is a newly found m o d e of regulated cell death and experimentally verified re-c-ently. I t i s characterized l )y i t s dependence on cysteinyl asparlale specific proteinase 1 (caspase-1 ) and the release of a large numb e r of inflammatory factors. Pyroptosis i s involved in the pathophysiological process of m a n y diseases including infectious diseases. As a new way of regulatory cell death, pyroptosis has attracted extensive attention in recent years. Recent studies have found that i t participates iq the pathological processes of myocardial ischemia reperfusion injury ( M I R I ) . This review summarized the research progress of cell pyroptosis in MIRI.【Key words 】Cell pyroptosis; Myocardial ischemia reperfusion injury; InflammasomeFund program : National Natural Science Foundation of China( 81670404,81700390)D O I : 10. 3760/cma. j . issn. 16734394. 2021.01.012上的模式识别受体(pattern recognition receptor ,P R R)识别并诱导相应的炎症反应过程,这些炎症细胞包括单核/巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞 等夂。
激活乙醛脱氢酶2的表达可减轻过氧化氢诱导的心肌细胞损伤曹瑞平;王文连;方婷婷;叶红伟;胡杰;高琴【摘要】目的探讨线粒体乙醛脱氢酶2(ALDH2)在过氧化氢(H2O2)诱导的心肌细胞氧化应激损伤中的变化.方法正常体外培养的H9C2心肌细胞,取对数生长期细胞建立H2O2氧化应激损伤模型,分为正常对照组、正常+ALDH2激动剂Alda-1组、H2O2损伤组、H2O2+ALDH2激动剂Alda-1组、H2O2+ALDH2抑制剂Daidzin组;MTT比色法测定各组心肌细胞活力,DHE荧光染色检测各组心肌细胞氧化应激水平,分光光度法和Western blotting法分别检测ALDH2活性及蛋白水平变化.结果与正常对照组相比,正常+ALDH2激动剂Alda-1组心肌细胞活力、氧化应激水平、ALDH2活性水平和蛋白表达均无明显变化(P>0.05);H2O2损伤组心肌细胞活力明显下降,DHE荧光染色显示氧化应激水平明显升高,ALDH2活性和蛋白表达降低(P<0.05);给予Alda-1激动ALDH2后,与H2O2损伤组相比,心肌细胞活力升高,氧化应激水平下降,ALDH2活性和蛋白表达均明显升高(P<0.05);给予Daidzin阻断ALDH2后,与-2O2损伤组相比,心肌细胞活力、氧化应激水平、ALDH2活性水平和蛋白表达均无明显变化(P<0.05).结论H2O2直接诱导H9C2心肌细胞ALDH2活性及蛋白表达下降;提高心肌ALDH2表达可减轻H2O2诱导的氧化应激损伤.【期刊名称】《南方医科大学学报》【年(卷),期】2018(038)008【总页数】5页(P938-942)【关键词】乙醛脱氢酶2;氧化应激;心肌损伤;过氧化氢【作者】曹瑞平;王文连;方婷婷;叶红伟;胡杰;高琴【作者单位】蚌埠医学院生理学教研室,安徽蚌埠233030;蚌埠医学院第一附属医院呼吸与危重症医学科,安徽蚌埠233004;蚌埠医学院生理学教研室,安徽蚌埠233030;蚌埠医学院生理学教研室,安徽蚌埠233030;蚌埠医学院生理学教研室,安徽蚌埠233030;蚌埠医学院生理学教研室,安徽蚌埠233030【正文语种】中文近年来研究表明,不同浓度的活性氧自由基(ROS)参与心肌的生理过程及病理损害[1]。
临床应用心肌缺血预适应与后适应的哲学理论【摘要】心肌缺血是一种常见的心血管疾病,在临床上具有重要意义。
预适应和后适应是心肌缺血时的两种不同保护机制。
预适应通过预先引导机体适应缺血环境,发挥自身保护作用;后适应则是在缺血发生后才启动保护机制。
两者在心肌缺血过程中起到重要作用,但又存在一定的区别与联系。
未来在临床实践中,预适应和后适应的理论将有广阔的应用前景,有望为临床治疗和疾病预防提供新的思路。
对于心肌缺血预适应和后适应的机制还有许多未知,未来的研究方向应着重探讨这些机制,为临床应用提供更深入的理论基础。
【关键词】心肌缺血、预适应、后适应、心肌保护机制、临床应用、哲学理论、实践应用、研究方向。
1. 引言1.1 背景介绍心肌缺血是心脏血液供应不足造成的病理状态,是冠心病的主要表现之一。
当冠脉供血量不能满足心肌的代谢需求时,就会发生心肌缺血,导致心肌细胞功能受损甚至死亡。
心肌缺血是心血管疾病的常见并发症,严重威胁患者的生命健康。
在临床实践中,预防和治疗心肌缺血一直是医学界关注的重要问题。
传统治疗方法主要包括药物治疗、介入治疗和手术治疗等,但效果有限,且存在一定的副作用。
寻找新的治疗策略对于改善心肌缺血的预后具有重要意义。
近年来,心肌缺血预适应和后适应的理论逐渐引起了研究者的关注。
预适应指通过一次适度的缺血再灌注来保护心肌免受后续缺血再灌注损伤,而后适应是指先经历一次缺血再灌注损伤后,心肌对后续缺血再灌注损伤变得耐受。
这两种适应机制为心肌缺血的防治提供了新的思路和策略。
1.2 研究意义心肌缺血预适应与后适应的哲学理论在临床应用中具有重要的研究意义。
了解心肌缺血预适应和后适应的机制有助于我们深入探究心肌缺血的发生过程和保护机制,从而为心脏疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。
预适应和后适应作为两种心肌保护机制,研究其区别与联系可以帮助我们更好地理解心脏对缺血的应激反应,为开发新的心脏保护策略提供理论基础。
心肌缺血预适应和后适应的理论在临床实践中的应用前景巨大,可以为临床医生提供更有效的心肌保护策略,提高心脏病患者的生存率和生活质量。
游离脂肪酸与组织细胞损伤相关性的研究进展袁涛(综述);赵建宁;包倪荣(审校)【摘要】游离脂肪酸(free fatty acids, FFA)是脂肪的代谢产物,能刺激中性粒细胞产生活性氧,如过氧化氢和次氯酸。
研究表明FFA与心肌、血管内皮、肝、肺等组织损伤密切相关。
红细胞损伤的机制则是细胞膜表面的多不饱和脂肪酸和胞内血红蛋白受到活性氧的氧化过程。
高浓度FFA可导致高活性反应分子氧簇活性氧生成增多,从而启动了氧化应激机制,活性分子可直接氧化和损伤脫氧核醣核酸、蛋白质、脂类等分子。
文中综述近年来对FFA与红细胞损伤之间相关性的研究进展,为研究氧化性贫血提供新方向。
%Free fatty acids generated from the metabolites of fat have been demonstrated to stimulate the neutrophils to produce reactive oxygen species ( ROS) such as hydrogen peroxide and chlorous peroxide .It has shown that free fatty acid is closely related with myocardial, vascular endothelium, liver, lung and other tissue damage.The mechanism of erythrocyte injury is oxidation of mem-brane polyunsaturated fatty acids and cytosolic hemoglobin by ROS .High levelsof free fatty acids can increase the formation of active reaction molecular ROS , thus initiating the oxidative stress reaction .Active molecules can oxalate and damage the DNA , protein, lipid and other molecules of RBC .It has revealed the relationship between free fatty acids and erythrocytes injury , which provided a new di-rection in the research of oxidative anemia .This article reviews the advances in the research of this subject in recent years .【期刊名称】《医学研究生学报》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】4页(P994-997)【关键词】游离脂肪酸;红细胞损伤;活性氧;氧化应激【作者】袁涛(综述);赵建宁;包倪荣(审校)【作者单位】210002 南京,南方医科大学南京临床医学院南京军区南京总医院骨科;210002 南京,南方医科大学南京临床医学院南京军区南京总医院骨科;210002 南京,南方医科大学南京临床医学院南京军区南京总医院骨科【正文语种】中文【中图分类】Q20 引言游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)在人体内的含量变化对心脏、肺、肝、肾等器官影响明显,且FFA对靶器官的作用主要是通过氧化应激反应。
・糖尿病及并发症专栏・MAPK与糖尿病心肌细胞凋亡关系的研究进展DOI:10.3760/cma.j.issn.1008-1372.2014.02.016作者单位:050000 石家庄,河北医科大学第二医院内分泌科通信作者:张力辉,Email:zhanglihui10510@163.com李娜 朱秋霄 袁玲玲(综述) 张力辉(审校)[关键词] 丝裂原激活蛋白激酶类;糖尿病并发症;心肌/细胞学;心肌疾病/病因学;细胞凋亡;综述 随着生活水平的提高,糖尿病患者越来越多,据最新全国流行病学调查,我国成年人糖尿病发病率已达11畅6%,而心血管疾病是糖尿病患者的主要死亡原因。
糖尿病性心肌病(diabeticcardiomyopathy,DCM)是指特发于糖尿病患者,除外冠心病、高血压等疾病,以心室舒张或收缩功能障碍及心脏结构改变为主要表现、最终可进展为心力衰竭的一种疾病[1]。
糖尿病性心肌病变与糖尿病特有的代谢异常有关,其发病机制尚不完全明确,目前认为是糖脂代谢紊乱、肾素-血管紧张素系统激活、炎症、氧化应激等多因素综合作用所致[2]。
越来越多的研究证明,糖尿病心肌病存在心肌细胞凋亡[3-5],而丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinases,MAPK)通路与心肌细胞凋亡有关[6]。
阻断MAPK通路或将是治疗糖尿病心肌病的新趋势。
1 MAPK通路与凋亡1.1 MAPK通路组成 MAPK是在哺乳动物中广泛表达的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,包含4个主要家族,细胞外信号调节激酶1/2(Extracellularsignalregulatedkinase1/2,ERK1/2),p38,c-Jun氨基端激酶/应激活化蛋白激酶(c-JunN-terminalkinase/stressactivatedproteinkinase,JNK/SAPK),ERK5/大丝裂原活化蛋白激酶1(BigMAPkinase,BMK1)。
微血管状态调节中HIF-1信号通路的参与研究-病理学论文-基础医学论文-医学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:低氧导因子1(HIF-1)与微循环功能中的血管新生以及炎性反应密切相关。
研究表明,HIF-1通过调控下游血红素加氧酶及血管内皮生长因子影响血管生成。
另外一方面,HIF-1通过调控白细胞介素8等细胞趋化因子影响血管炎症状态。
目前急性心肌梗死及糖尿病中的微循环障碍越来越受到关注。
深入了解微循环障碍的分子靶点,对微循环障碍的治疗尤为重要。
HIF-1作为低氧状态下的适应性调节因子,通过影响血管新生、细胞凋亡、炎症及氧化应激等多种环节参与微循环功能调节。
鉴于HIF-1在微循环障碍中的地位,以HIF-1为靶点的微循环障碍治疗越来越得到关注。
关键词:微循环障碍; 低氧导因子; 血管新生;Abstract:Hypoxia inducible factor-1(HIF-1)is closely related to angiogenesis and inflammation response in the pathological process. Previous studies showed that HIF-1 affects angiogenesis byregulating the expression of heme oxygenase and vascular endothelial growth factor. Additionally,HIF-1 affects vascular inflammation by regulating chemokines such as interleukin-8. With the increasing evidences of microvascular dysfunction induced by acute myocardial infarction and diabetes,the microvascluar dysfunction treatment is getting important.A deep insight of HIF-1 is crucial in therapy of microvascular dysfunction.Keyword:Microvascular dysfunction; Hypoxia inducible factor; Angiogenesis ;低氧通常通过多种机制促进血管稳态失衡,包括血栓形成、动脉粥样硬化、缺血再灌注损伤。
自由基与人体健康Free radicals and human health摘要:自由基是具有不成对电子的原子或分子,但是进入新世纪以来,各种污染以及生态环境的破坏已经使自由基对人体的健康造成了极大的危害。
氧气维持着地球上绝大多数生物的生命。
虽然氧对需氧生物是有用的,但氧也有对生物不利的一面,有时候它能杀死健康细胞甚至致人于死地。
氧气产生一种叫氧自由基的有害物质,它是人体的代谢产物,可以造成生物膜系统损伤以及细胞内氧化磷酸化障碍,是人体疾病、衰老和死亡的直接参与者,对人体的健康和长寿危害非常之大。
关键词:自由基;氧自由基;人体健康;自由基消除正文:1.自由基以及氧自由基自由基,又称游离基,是指带有未成对电子的分子、原子或离子,未成对电子具有成双的趋向,因此常易发生失去或得到电子的反应而显示出较活泼的化学性质。
它有两个主要特性:一是化学反应活性高;二是具有磁矩。
自由基的产生可由:①引发剂引发,通过引发剂分解产生自由基;②热引发,通过直接对单体进行加热,打开乙烯基单体的双键生成自由基;③光引发,在光的激发下,使许多烯类单体形成自由基而聚合;④辐射引发,通过高能辐射线,使单体吸收辐射能而分解成自由基;⑤等离子体引发,等离子体可以引发单体形成自由基进行聚合,也可以使杂环开环聚合;⑥微波引发,微波可以直接引发有些烯类单体进行自由基聚合。
细胞经呼吸获取氧,其中98%与细胞器内的葡萄糖和脂肪相结合,转化为能量,足细胞活动的需要,另外2%的氧则转化成氧自由基。
氧分子可以通过单电子接受反应,依次转变为过氧自由基,羟基自由基,超氧自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基等中间产物,由于这些物质都是直接或间接地由分子氧转化而来,而且具有较分子氧活泼的化学反应性,遂统称为活性氧,亦称氧自由基。
2.自由基对人体的影响以及在人体中的反应机理一般情况下,生命是离不开自由基活动的,生命体内的自由基是与生俱来的,他们既可以帮助传递维持生命活力的能量,也可以被用来杀灭细菌和寄生虫,还能参与排除毒素,受控的自由基对人体是有益的。
活性氧名词解释活性氧(reactive oxygen species,ROS)是指一类存在于生物系统中、具有活性的氧分子和氧离子。
活性氧包括超氧自由基(superoxide radical,O2•-)、羟自由基(hydroxyl radical,•OH)、过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)和一氧化氮(nitric oxide,NO)等。
活性氧在生物体内产生的主要途径包括代谢过程、细胞色素P450系统、线粒体呼吸链以及光照和热应激等。
活性氧在正常生理过程中具有重要作用,如参与免疫反应、调节细胞信号转导途径、调控细胞周期进程等。
然而,当活性氧的产生和清除失衡时,会导致细胞内的氧化应激,损伤生物体的生命活动。
活性氧对细胞的损伤主要通过以下机制展开:1. 活性氧与细胞的血浆膜、蛋白质、脂质和核酸等生物分子直接反应,引起它们的氧化损伤;2. 活性氧可以引起细胞内某些有关氧化还原平衡的关键分子(如谷胱甘肽、谷胱甘肽过氧化物酶等)受损,从而影响细胞内氧化还原平衡;3. 活性氧还能引起DNA断裂、脱氧核糖核酸损伤和基因突变等。
活性氧在人体中与多种疾病的发生和发展密切相关。
例如,心脑血管疾病中活性氧可损害血管内皮细胞和心肌细胞,导致血管病变和心肌损伤;炎症反应中活性氧可以催化炎性介质的生成;神经系统疾病如帕金森病和阿尔茨海默病中活性氧级可以损伤神经细胞等。
为了防止活性氧引起的氧化损伤,生物体内有一套复杂的抗氧化防御系统。
包括抗氧化酶如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等,能清除体内的活性氧;抗氧化物质如维生素C、维生素E、谷胱甘肽、多酚类化合物等,能中和体内的活性氧。
此外,适度的运动、饮食和生活方式也能增强体内的抗氧化能力,减少氧化损伤的发生。
总之,活性氧在正常生理过程中有益作用,但过量的活性氧可导致氧化应激,损害生物体的生命活动。
因此,保持正常的活性氧水平和调节抗氧化防御系统的功能对于维持身体健康至关重要。
第58卷 第2期2022年04月青岛大学学报(医学版)J O U R N A LO FQ I N G D A O U N I V E R S I T Y (M E D I C A LS C I E N C E S)V o l .58,N o .2A pr i l 2022[收稿日期]2020-12-03; [修订日期]2021-07-16[基金项目]山东省自然科学基金面上项目(Z R 2017MH 056)[第一作者]高洪瑞(1991-),男,硕士研究生㊂[通信作者]李健(1971-),男,博士,教授,硕士生导师㊂E -m a i l :l e e r a b b i t y@126.c o m ㊂丹参多酚酸盐对心肌细胞氧化损伤模型大鼠的作用高洪瑞1,闫慧1,潘洋1,郝岩1,李健2(青岛大学,山东青岛 266071 1 医学部; 2 附属医院心内科)[摘要] 目的 探讨丹参多酚酸盐对黄曲霉素B 1(A F B 1)诱导下大鼠心肌细胞(H 9C 2细胞)氧化应激损伤的影响㊂方法 用不同浓度的A F B 1处理H 9C 2细胞,通过C C K -8法检测细胞活力以确定最佳氧化损伤模型A F B 1浓度(128μm o l /L )㊂实验分为正常对照组(用D M E M 培养液培养H 9C 2细胞)㊁A F B 1诱导模型组(在正常对照组基础上加入128μm o l /LA F B 1)和低㊁中㊁高浓度丹参多酚酸盐干预组(128μm o l /LA F B 1+丹参多酚酸盐浓度分别为5㊁20㊁40m g /L )㊂采用C C K -8法测定各组细胞的存活率,倒置相差显微镜观察细胞形态学变化,D C F H -D A 染色检测细胞内活性氧(R O S )水平,W e s t e r nb l o t 方法检测氧化应激相关蛋白过氧化物歧化酶2(S O D 2)和过氧化氢酶(C A T )蛋白的表达㊂结果 与正常对照组比较,A F B 1诱导模型组的细胞形态发生明显改变,细胞相对存活率降低,细胞内R O S 升高,细胞内S O D 2㊁C A T 蛋白表达降低;与A F B 1诱导模型组相比较,高浓度丹参多酚酸盐干预组的细胞形态有所改善,细胞相对存活率增加,细胞内R O S 明显降低,S O D 2㊁C A T 蛋白表达有所上调,差异均有统计学意义(F =8.023~226.937,P <0.05)㊂结论 丹参多酚酸盐可通过改善抗氧化酶活力㊁减少R O S 的产生㊁减少氧化应激损伤,改善A F B 1诱导的H 9C 2心肌细胞损伤㊂[关键词] 丹参多酚酸盐;黄曲霉素B 1;肌细胞,心脏;氧化性应激;活性氧[中图分类号] R 542.2;R 282.71 [文献标志码] A [文章编号] 2096-5532(2022)02-0189-04d o i :10.11712/jm s .2096-5532.2022.58.040[开放科学(资源服务)标识码(O S I D )][网络出版] h t t ps ://k n s .c n k i .n e t /k c m s /d e t a i l /37.1517.R.20220311.1334.009.h t m l ;2022-03-14 13:57:22E F F E C TO FS A L V I A N O L A T EO N M O D E LR A T SW I T HO X I D A T I V ED A M A G EO FC A R D I O M Y O C Y T E S G A O H o n g r u i ,Y A N H u i ,P A N Y a n g ,HAOY a n ,L IJ i a n (M e d i c a l C o l l e a g e o fQ i n g d a oU n i v e r s i t y ,Q i n g d a o 266071,C h i n a )[A B S T R A C T ] O b je c t i v e T o s t u d y t h e ef f e c t o f s a l v i a n o l a t e o no x i d a t i v e d a m ag e o f r a t c a r d i o m y o c y t e s (H 9C 2)i n d u c e db y a f l a t o x i nB 1(A F B 1). M e th o d s H 9C 2c e l l sw e r e t r e a t e dwi t hd i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n so fA F B 1,a n d t h eo p t i m a l c o n c e n t r a t i o n o fA F B 1(128μm o l /L )f o r t h e o x i d a t i v e d a m a g em o d e l w a s d e t e r m i n e d b y C C K -8a s s a y .H 9C 2c e l l sw e r e d i v i d e d i n t o n o r m a l g r o u p (c u l t u r e d i nD M E M m e d i u m ),A F B 1-i n d u c e dm o d e l g r o u p (c u l t u r ed i nD M E M me d i u m w i t h 128μm o l /LA F B 1),a n d i n t e r v e n t i o n g r o u p sw i t h l o w ,m e d i u m ,a n dh i g h c o n c e n t r a t i o n s of s a l v i a n o l a t e (128μm o l /LA F B 1+5,20,a n d 40m g/Ls a l v i a n o l a t e ).C e l l s u r v i v a l r a t ew a s d e t e r m i n e d b y C C K -8a s s a y .M o r p h o l o g i c a l c h a n g e s o f c e l l sw e r e o b s e r v e d u n d e r a n i n v e r t e d p h a s e c o n t r a s tm i c r o -s c o p e .I n t r a c e l l u l a r r e a c t i v e o x y g e n s p e c i e s (R O S )w a s d e t e c t e db y D C F H -D As t a i n i n g .W e s t e r nb l o tw a s u s e d t om e a s u r e t h e e x -p r e s s i o n l e v e l s o f s t r e s s -r e l a t e ds u p e r o x i d ed i s m u t a s e2(S O D 2)a n dc a t a l a s e (C A T ). R e s u l t s C o m pa r e d w i t ht h en o r m a l g r o u p ,t h eA F B 1-i n d u c e d m o d e l g r o u p s h o w e ds i g n i f i c a n t l y c h a n g e dc e l lm o r p h o l o g y ,r e d u c e dc e l l s u r v i v a l r a t e ,i n c r e a s e dR O S p r o d u c t i o n ,a n dd e c r e a s e d p r o t e i ne x p r e s s i o no f S O D 2a n dC A T.C o m p a r e dw i t h t h eA F B 1-i n d u c e dm o d e l g r o u p ,t h e h i g h -c o n c e n -t r a t i o n s a l v i a n o l a t e i n t e r v e n t i o n g r o u p s h o w e d i m p r o v e d c e l lm o r p h o l o g y ,i n c r e a s e d c e l l s u r v i v a l r a t e ,s i g n i f i c a n t l y de c r e a s e dR O S p r o d u c t i o n ,a n du p -r e gu l a t e dS O D 2a n dC A T (F =8.023-226.937,P <0.05). C o n c l u s i o n S a l v i a n o l a t e c a na m e l i o r a t eA F B 1-i n d u c e dH 9C 2d a m a g e b y i n c r e a s i n g t h e a c t i v i t y o f a n t i o x i d a n t e n z y m e s a n d r e d u c i n g RO S p r o d u c t i o na n d r e l a t e do x i d a t i v e s t r e s s .[K E Y W O R D S ] s a l v i a n o l a t e ;a f l a t o x i nB 1;m y o c y t e s ,c a r d i a c ;o x i d a t i v e s t r e s s ;r e a c t i v e o x y g e ns pe c i e s 黄曲霉毒素主要是由黄曲霉和寄生曲霉代谢产生的一类毒素,其中黄曲霉素B 1(A F B 1)毒性最大㊁危害最严重[1],可对机体造成严重损害,包括致癌㊁致突变和肝脏损伤等[2]㊂A F B 1的主要靶器官是肝脏[3],但一些研究表明,A F B 1也会导致严重的心脏损伤,其机制涉及线粒体损伤㊁活性氧(R O S )生成和细胞凋亡等[4-5]㊂丹参是一种传统的中药,具有活血化瘀之功效[6],丹参多酚酸盐是丹参的水溶性有效活性部分,有很强的抗氧化㊁抗凋亡㊁内皮保护和舒张血管等作用[7],临床上主要应用于冠心病的治疗[8]㊂有研究表明,急性心肌梗死病人经皮冠状动脉介入治疗围术期静脉输注丹参多酚酸盐可有效改善氧化应激反应,促进心功能恢复,增加心肌灌注量[9]㊂但丹参多酚酸盐对A F B 1诱导心肌细胞氧化190青岛大学学报(医学版)58卷损伤的影响鲜有报道㊂本文研究通过A F B1诱导大鼠心肌细胞(H9C2细胞)制备氧化损伤模型,评估丹参多酚酸盐对H9C2细胞氧化应激损伤的保护作用,为丹参多酚酸盐的临床应用提供依据㊂1材料和方法1.1细胞及试剂H9C2细胞株购自武汉普诺赛生命科技有限公司;A F B1(百灵威科技有限公司,纯度98%);丹参多酚酸盐(上海绿谷制药有限公司,每瓶100m g);D ME M高糖培养液(美国H y C l o n e公司);胎牛血清(F B S,B I);二甲基亚砜(D M S O)㊁5X T r i s-甘氨酸电泳缓冲液㊁10ˑ电转液均购自北京索莱宝公司;C C K-8细胞活力检测试剂盒㊁R O S检测试剂盒㊁10ˑT B S T均购自大连美仑生物技术有限公司;过氧化物歧化酶2(S O D2)抗体㊁过氧化氢酶(C A T)抗体(A n t i-C a t a l a s e)均购自a b c a m公司;G A PD H(博奥森生物技术有限公司);A n t i-R a b b i t I g G(H+L,E l a b s c i e n c e生物技术有限公司)㊂1.2实验方法1.2.1 H9C2细胞培养 H9C2细胞置于含体积分数0.10的F B S和体积分数0.01青链霉素双抗的高糖D M E M培养液中培养,于含体积分数0.05C O2㊁37ħ培养箱中培养,待细胞生长至80%~90%融合时,用2.5g/L胰蛋白酶消化后收集细胞,以1ʒ3比例传代培养㊂实验分为正常对照组(用D M E M 培养液培养H9C2细胞)㊁A F B1诱导模型组(在D M E M培养液中加入浓度128μm o l/L的A F B1)及低㊁中㊁高浓度丹参多酚酸盐干预组(在培养液中加入浓度128μm o l/L的A F B1+浓度分别为5㊁20㊁40m g/L丹参多酚酸盐)㊂1.2.2 C C K-8法检测细胞相对存活率取对数生长期的H9C2细胞,消化㊁重悬㊁计数后,将细胞密度调整为5ˑ107/L,接种于96孔板,每孔100μL,置于恒温培养箱孵育过夜(15~18h),分组加药㊂①设置正常对照组(H9C2细胞加入D M E M培养液)㊁D M S O组(D M E M培养液中加浓度2g/L的D M S O)和A F B1组(A F B1终浓度分别为32㊁64㊁96㊁128㊁160㊁192μm o l/L),以细胞存活率接近50%为最佳的药物造模浓度;②设置正常对照组(用D M E M培养液培养H9C2细胞)㊁不同浓度的丹参多酚酸盐组(丹参多酚酸盐浓度分别为5㊁10㊁20㊁40㊁50㊁60m g/L),确定丹参多酚酸盐的安全使用浓度;③设置正常对照组(用D M E M培养液培养H9C2细胞)和最佳浓度(128μm o l/L)A F B1+丹参多酚酸盐组(丹参多酚酸盐浓度分别为0㊁5㊁20㊁40m g/L)㊂每组设置6个复孔㊂培养36h后,吸除原培养液,然后每孔加入100μL(含有C C K-8试剂10μL)的无血清培养液,培养箱孵育1.5h后,酶标仪检测450n m波长处吸光度值,计算细胞相对存活率㊂细胞相对存活率(%)=(实验孔吸光度-空白孔吸光度)/(对照孔吸光度-空白孔吸光度)ˑ100%㊂1.2.3细胞形态学观察取对数生长期的H9C2细胞,消化㊁重悬㊁计数后,将细胞密度调整为1.5ˑ108/L,接种于6孔板,每孔2m L㊂培养24h后待细胞长到70%~80%融合,吸去细胞上清液,按照 1.2.1 方法分组及处理36h后,倒置相差显微镜下观察各组细胞形态学变化㊂1.2.4 D C F H-D A染色检测细胞内R O S水平取对数期生长的H9C2细胞制成细胞悬液,接种至96孔板,每孔5ˑ103个细胞㊂孵育24h后,吸除原培养液,按照 1.2.1 方法分组并处理,每组设置6个复孔㊂药物作用36h后,吸除原培养液,每孔加入100μL含有D C F H-D A(10μm o l/L)探针的无血清培养液,37ħ细胞培养箱内避光孵育30m i n㊂用无血清培养液洗涤细胞3次后,倒置荧光显微镜下观察绿色荧光强度(激发波长为502n m,发射波长为530n m),并应用I m a g e J软件分析各组荧光强度㊂1.2.5 W e s t e r nb l o t方法检测抗氧化应激相关蛋白表达水平各组细胞干预36h后,采用R I P A细胞裂解液提取细胞蛋白,B C A法测定蛋白浓度㊂取30μg蛋白上样,分别应用体积分数0.10和0.15的S D S-P A G E对蛋白进行分离,之后电转至P V D F膜上㊂应用50g/L脱脂牛奶室温封闭2h,分别加入1ʒ2000的G A P D H㊁S O D2和C A T一抗,4ħ孵育过夜,加入相应二抗(抗兔抗体,1ʒ5000)37ħ摇床上孵育1.5h,通过化学发光成像系统显影,并用I m a g e J软件对条带灰度值进行分析㊂目标蛋白的相对表达以目标蛋白条带的灰度值/G A P D H条带的灰度值表示㊂1.3统计学分析应用S P S S22软件进行统计分析㊂计量资料数据以 xʃs表示,多组数据比较采用单因素方差分析,两两比较采用L S D法㊂以P<0.05为差异有统计学意义㊂2期高洪瑞,等.丹参多酚酸盐对心肌细胞氧化损伤模型大鼠的作用1912 结 果2.1 最佳药物造模浓度及丹参多酚酸盐安全浓度随着A F B 1浓度的升高,细胞相对存活率呈剂量依赖性下降,差异具有统计学意义(F =293.056,P <0.05);当A F B 1的浓度达到128μm o l /L 时,H 9C 2细胞相对存活率为56.83%,符合造模条件㊂故选择A F B 1浓度128μm o l /L 作为造模浓度㊂与空白对照组相比,0~50m g/L 浓度丹参多酚酸盐作用于H 9C 2细胞,细胞相对存活率无明显变化(P >0.05);60m g /L 浓度丹参多酚酸盐作用于H 9C 2细胞,细胞相对存活率下降(F =2.387,P <0.05)㊂0~50m g /L 浓度的丹参多酚酸盐为安全使用浓度㊂2.2 各组H 9C 2细胞形态比较空白对照组H 9C 2细胞生长状态良好,细胞呈梭形,紧密连接,边界清晰可见,贴壁牢固;A F B 1诱导模型组H 9C 2细胞生长密度较低,细胞间空隙增加,可见大片细胞脱落,部分细胞收缩变圆㊁形状不规则,可见细胞碎片;不同剂量丹参多酚酸盐干预组H 9C 2细胞生长形态及状态得到一定改善㊂见图1㊂2.3 丹参多酚酸盐对H 9C 2细胞损伤的影响与空白对照组比较,A F B 1诱导模型组细胞相对存活率降低;与A F B 1诱导模型组相比较,高浓度的丹参多酚酸盐干预组细胞相对存活率升高,差异有显著性(F =226.937,P <0.05)㊂见表1㊂2.4 丹参多酚酸盐对心肌细胞R O S 水平影响荧光显微镜下各组H 9C 2细胞内R O S 观察结果见图2㊂与正常对照组相比,A F B 1诱导模型组细胞内R O S 水平升高;与A F B 1诱导模型组相比,高浓度丹参多酚酸盐干预组R O S 水平显著降低,差异有显著性(F =62.751,P <0.05)㊂见表1㊂A :正常对照组;B :A F B 1诱导模型组;C :低浓度丹参多酚酸盐干预组;D :中浓度丹参多酚酸盐干预组;E :高浓度丹参多酚酸盐干预组㊂100倍㊂图1 各组H 9C 2细胞形态比较A :正常对照组;B :A F B 1诱导模型组;C :低浓度丹参多酚酸盐干预组;D :中浓度丹参多酚酸盐干预组;E :高浓度丹参多酚酸盐干预组㊂D C F H -D A 染色,100倍㊂图2 荧光显微镜下各组H 9C 2细胞内R O S 观察2.5 各组抗氧化蛋白S O D 2和C A T 表达比较与正常对照组比较,A F B 1诱导模型组心肌细胞S O D 2㊁C A T 蛋白表达降低;与A F B 1诱导模型组相比,高浓度丹参多酚酸盐干预组S O D 2㊁C A T蛋白表达增加,差异有显著意义(F =12.090㊁8.023,P <0.05)㊂见表1㊂3 讨 论A FB 1是毒性最强㊁最常见的黄曲霉毒素,被归类为第一类致癌物㊂既往研究表明,A F B 1诱导毒性的原因之一是氧化应激,氧化应激导致抗氧化酶活力降低及R O S 过量生成,从而诱导心肌细胞的损伤[10]㊂也有研究表明,A F B 1诱导心肌细胞线粒体损伤从而促进心肌细胞凋亡[4-5]㊂丹参多酚酸盐具有较强的抗氧化活性,体内外研究结果显示,其可通过降低R O S 水平,稳定细胞线粒体膜电位,改善与恢复细胞功能活性[11]㊂有研究表明,丹参多酚酸盐可抑制H 2O 2处理的大鼠心肌细胞RO S 的过量生成[11],可通过抑制氧化损伤来防治H 2O 2所致的大鼠心肌细胞重构[12]㊂本研究以128μm o l /L 浓度的A F B 1作用大鼠H 9C 2细胞制备心肌细胞损伤模型,结果显示,与正常对照组相比,A F B 1诱导模型组心肌细胞形态发生明显改变,细胞相对存活率显著降低,提示A F B 1对心肌细胞有明显的毒性作用;与A F B 1诱导模型组相比,应用高浓度丹参多酚酸盐(40m g/L )干预H 9C 2细胞36h ,细胞形态及数192青岛大学学报(医学版)58卷表1各组H9C2细胞相对存活率㊁R O S水平及抗氧化蛋白表达比较(n=6, xʃs)组别细胞相对存活率(χ/%)R O S水平(χ/%)S O D2蛋白表达C A T蛋白表达A组100.00ʃ0100.00ʃ01.0257ʃ0.06390.8696ʃ0.0359*B组45.61ʃ2.29*57.40ʃ24.67*0.6554ʃ0.0689*0.6059ʃ0.0928*C组47.76ʃ1.58*247.53ʃ3.56*0.7277ʃ0.0648*0.6684ʃ0.0322*D组49.08ʃ2.60*241.39ʃ12.53*0.7171ʃ0.0852*0.6712ʃ0.0915*E组53.37ʃ2.93*#210.92ʃ14.88*#0.8299ʃ0.0781*#0.8097ʃ0.0575*#注:A组为对照组,B组为A F B1诱导模型组,C组为低浓度丹参多酚酸盐干预组,D组为中浓度丹参多酚酸盐干预组,E组为高浓度丹参多酚酸盐干预组㊂与A组比较,*F=8.023~226.937,P<0.05;与B组相比,#P<0.05㊂量有所改善,细胞相对存活率增加,说明高浓度的丹参多酚酸盐对心肌细胞有保护作用㊂R O S是一种氧化能力较强的自由基,包括超氧离子(O-2)㊁羟基自由基(-O H)㊁过氧化氢(H2O2)和单线态氧(O2)等㊂正常情况下,细胞内的各种抗氧化剂和抗氧化酶如谷胱甘肽(G S H)㊁谷胱甘肽过氧化物酶(G P X)㊁S O D㊁C A T等可使体内R O S的生成和消除处于平衡状态;在病理条件下,R O S产生过多会打破氧化系统/抗氧化系统的平衡,进而导致机体处于氧化应激状态㊂其中S O D是人体内天然的抗氧化酶,可催化超氧化物自由基生成氧或H2O2,然后通过G P X和C A T催化反应将H2O2分解为水和氧,有效清除多余R O S,维持体内自由基的动态平衡,其活性高低间接反映机体清除氧自由基的能力㊂本文实验结果显示,与正常对照组相比,A F B1诱导模型组R O S升高,S O D2㊁C A T蛋白表达降低,提示A F B1处理心肌细胞后,破坏了氧化/抗氧化的平衡机制,导致细胞内自由基的异常累积;与A F B1诱导模型组比较,高浓度的丹参多酚酸盐干预组心肌细胞R O S降低,S O D2㊁C A T蛋白表达增加,表明丹参多酚酸盐可能通过减少过量的R O S产生㊁改善抗氧化酶活力㊁降低氧化应激损伤来抑制A F B1诱导的心肌细胞损伤㊂综上所述,丹参多酚酸盐对A F B1损伤的心肌细胞有一定的保护作用,其作用机制可能与改善S O D2㊁C A T等抗氧化酶活力,进而促进过量R O S 的清除,减轻氧化应激损伤有关㊂本研究可为临床防治心脏损伤相关疾病提供新思路㊂[参考文献][1]黄丰,肖德强,高伟,等.表没食子儿茶素没食子酸酯对黄曲霉毒素B1致肝细胞氧化损伤的保护作用[J].广西医科大学学报,2019,36(5):696-700.[2]师文文,吕攀,徐庆强,等.油酸在黄曲霉毒素诱导肝细胞损伤中的保护作用[J].中国油料作物学报,2019,41(2):267-274.[3]L IY,MA Q G,Z HA O L H,e t a l.P r o t e c t i v ee f f i c a c y o f a l-p h a-l i p o i c a c i da g a i n s tA f l a t o x i nB1-i n d u c e do x i d a t i v ed a m a g ei n t h e l i v e r[J].A s i a n-A u s t r a l a s i a n J o u r n a l o fA n i m a l S c i e n c e s,2014,27(6):907-915.[4]WA N G WJ,X UZL,Y UC,e t a l.E f f e c t s o f a f l a t o x i nB1o nm i t o c h o n d r i a lr e s p i r a t i o n,R O S g e n e r a t i o n a n d a p o p t o s i si nb r o i l e rc a rd i o m y o c y te s[J].N i h o nC h i k u s a nG a k k a i h o,2017,88(10):1561-1568.[5]G EJ H,Y U H C,L IJ,e ta l.A s s e s s m e n to fa f l a t o x i nB1m y o c a r d i a l t o x i c i t y i n r a t s:m i t o c h o n d r i a l d a m a g e a n dc e l l u l a ra p o p t o s i s i nc a r d i o m y o c y t e s i n d u c e db y a f l a t o x i nB1[J].T h eJ o u r n a l o f I n t e r n a t i o n a lM e d i c a lR e s e a r c h,2017,45(3):1015-1023.[6]周斌,赵芳,陈明,等.丹参多酚酸盐对高糖诱导的大鼠心肌细胞凋亡的抑制作用[J].广东医学,2013,34(20):3105-3108.[7]R E NJ,F UL,N I L ESH,e t a l.S a l v i am i l t i o r r h i z a i n t r e a t i n gc a rd i o v a s c u l a rd i se a s e s:ar e v i e w o ni t s p h a r m a c o l o g i c a la n dc l i n i c a l a p p l i c a t i o n s[J].F r o n t i e r s i nP h a r m a c o l o g y,2019,10:753.[8]Q I JY,Y UJ,HU A N GD H,e t a l.S a l v i a n o l a t e r e d u c e sm u-r i n em y o c a r d i a l i s c h e m i aa n dr e p e r f u s i o ni n j u r y v i a E R K1/2 s i g n a l i n gp a t h w a y s i nv i v o[J].C h i n e s eJ o u r n a l o f I n t e g r a t i v e M e d i c i n e,2017,23(1):40-47.[9]Z H A N G Q,J I A OFJ,HU ACJ.P e r i o p e r a t i v e a p p l i c a t i o no fs a l v i a n o l a t e o no x i d a t i v e s t r e s s a n d p l a s m a I M D/A D M2i n p a-t i e n t sw i t h a c u t em y o c a r d i a l i n f a r c t i o nu n d e r g o i n g P C I[J].E x-p e r i m e n t a l a n dT h e r a p e u t i cM e d i c i n e,2017,13(4):1475-1479.[10]MA N N A A F A,A B D E L-WA HH A B K G,A B D E L-WA H-H A B M A.P r e v e n t i o no f c a r d i o t o x i c i t y o f a f l a t o x i nB1v i a d i e-t a r y s u p p l e m e n t a t i o no f P a p a y a f r u i t e x t r a c t s i n r a t s[J].C y t o-t e c h n o l o g y,2014,66(2):327-334.[11]吕林林,安姿旖,梁家健,等.丹参多酚酸盐对过氧化氢诱导人内皮细胞E A.h y926氧化应激损伤的保护作用及机制[J].中国病理生理杂志,2019,35(5):865-872.[12]费爱华,陈淼,潘曙明.丹参多酚酸盐对心肌细胞T G F-β信号通路的影响[J].现代中西医结合杂志,2014,23(19):2053-2055,2058.(本文编辑黄建乡)。
烧伤后心肌酶升高原因烧伤后心肌酶升高的原因烧伤是皮肤和/或深层组织受热、化学剂或电击造成的一种创伤,可导致严重的生理反应,包括心肌酶升高。
心肌酶是一种释放到血液中的蛋白质,其水平升高通常表明心脏受损。
热损伤对心脏的影响热损伤会通过多种机制对心脏产生影响:热休克蛋白的诱导:热应激会导致热休克蛋白的产生,这些蛋白质可保护细胞免受热损伤的影响。
然而,高水平的热休克蛋白也可能损害心脏组织。
细胞凋亡:热损伤可触发心肌细胞的程序性死亡,即细胞凋亡。
免疫反应:热损伤会引发炎症反应,释放细胞因子和白细胞,导致心脏组织损伤。
微循环障碍:热损伤会导致血管收缩和血栓形成,从而损害心脏的微循环。
氧化应激:热损伤会产生大量的活性氧自由基,这些自由基会导致脂质过氧化、蛋白质氧化和 DNA 损伤。
氧化应激和心肌酶释放氧化应激在烧伤后心肌酶升高中的作用至关重要。
活性氧自由基可以攻击心肌细胞膜、线粒体和细胞核,导致细胞损伤和死亡。
细胞损伤会导致心肌酶释放到血液中。
肾功能障碍和心肌酶升高烧伤患者还可能出现肾功能障碍,这会进一步加剧心肌酶升高。
肾功能障碍会导致肌酐和尿素氮等代谢废物的蓄积,这些废物会对心脏产生毒性作用,导致心肌酶释放。
其他因素除了热损伤本身之外,其他因素也可能导致烧伤后心肌酶升高,包括:感染:烧伤伤口容易感染,感染会释放毒素和促炎因子,导致心脏损伤。
低血容量:烧伤患者可能因液体渗出而出现低血容量,这会导致心脏灌注不足和缺血性损伤。
电解质紊乱:烧伤可以导致电解质失衡,例如低钾血症和低镁血症,这些紊乱可以损害心脏功能并导致心肌酶释放。
临床意义烧伤后心肌酶升高是心脏损伤的一个重要标志,需要仔细监测和治疗。
心肌酶水平升高的程度与患者预后相关,水平升高程度越高,预后越差。
管理烧伤后心肌酶升高的管理侧重于治疗烧伤本身,预防并发症,并支持心脏功能。
治疗措施可能包括:液体复苏:纠正液体渗出和低血容量至关重要,这可以通过静脉输液来实现。
大强度掷铅球训练时心肌损伤的预防研究作者:李欣来源:《当代体育科技》2016年第20期摘要:铅球是一项重要的体育训练项目,铅球运动如果要取得优秀的成绩,需要高强度的训练来保证。
大强度的掷铅球训练又会对心肌造成不同程度的损伤,为了兼顾运动员的身体健康和运动训练质量,要对大强度掷铅球训练导致的心肌损伤进行积极地预防。
本文首先分析了大强度掷铅球训练心肌损伤预防的必要性,然后从心肌损伤的发生机制和合理设计铅球运动员体能训练计划两个维度提出了预防心肌损伤的具体方法。
旨在为从事铅球运动的运动员提供参考。
关键词:铅球训练;心肌损伤;运动损失预防中图分类号:R722 文献标识码:A 文章编号:2095-2813(2016)07(b)-0000-00铅球运动在投掷过程中对运动员的肌肉舒张能力有很高的要求,这从本质上说是对运动员的心肌供血能力有非常高的要求。
长时间的大强度掷铅球训练会对心肌造成不同程度的伤害,相同强度的训练内容,对体质相对较弱的运动员的影响要远大于对体制较强的运动员的影响。
运动的主要目的是让人们在运动的过程中不断超越自己、取得优异的比赛成绩,并且提升自身的身体机能,在铅球运动中出现的心肌损伤是一定要避免的。
因此,关于预防大强度掷铅球训练心肌损伤的课题具有很高的研究价值。
一、大强度掷铅球训练时心肌损伤预防的必要性在大强度的体育训练当中,心肌损伤发生的概率比较高,尤其是在掷铅球运动中。
由于训练强度过大而引发的心肌损伤的外在表现形式多为心悸、胸闷或者呕吐;其内部或许已经出现了心功能不全的状况,或者出现了心电活动不稳定的状况。
心肌损伤严重会直接导致心率失常,进一步恶化会造成运动员猝死。
从运动医学角度分析,大强度训练导致的心肌损伤是由于急速剧烈运动训练导致了机体冠状动脉痉挛,进而造成了心肌缺血、缺氧或损害因子增多,最终形成心肌细胞损伤。
为了降低在铅球投掷训练中对运动员心脏机能的损伤程度,有必要加强铅球训练中的心肌损伤预防措施。
血管内皮细胞损伤与修复的机制的研究进展刘静;张向阳【摘要】@@ 血管内皮细胞(vascular enolothelial cells,VEC)不仅是循环血液与血管平滑肌细胞之间的机械屏障而且是人体最大最重要的内分泌器官,由于它所具有的机械屏障作用,使它很容易受到体内外各种物理化学因素损伤,受损后的VEC尤其是内分泌功能必然失调,使其分泌的多种活性物质或与这种活性物质有关的其他物质之间的平衡被打破,从而导致心血管系统功能障碍.文章对引起VEC损伤的多种机制机制进行回顾,探讨VEC的修复机制,进而研究如何保护和修复已损伤的VEC,并改善血管疾病的愈后.【期刊名称】《新疆医科大学学报》【年(卷),期】2009(032)009【总页数】4页(P1385-1388)【作者】刘静;张向阳【作者单位】新疆医科大学第一附属医院心脏中心,新疆,乌鲁木齐,830011;新疆医科大学第一附属医院心脏中心,新疆,乌鲁木齐,830011【正文语种】中文【中图分类】R654血管内皮细胞(vascular endothelial cells,VEC)不仅是循环血液与血管平滑肌细胞之间的机械屏障而且是人体最大最重要的内分泌器官,由于它所具有的机械屏障作用,使它很容易受到体内外各种物理化学因素损伤,受损后的VEC尤其是内分泌功能必然失调,使其分泌的多种活性物质或与这种活性物质有关的其他物质之间的平衡被打破,从而导致心血管系统功能障碍。
文章对引起VEC损伤的多种机制机制进行回顾,探讨VEC的修复机制,进而研究如何保护和修复已损伤的VEC,并改善血管疾病的愈后。
1 血管内皮细胞的形态及功能VEC是覆盖全身所有血管内腔表面的连续单层扁平细胞,总面积400~500 m2,质量约1.5 kg,正常人约有1012个内皮细胞[1]。
VEC厚为0.5~1.0 μm,大小(10~50)μm×(25~40)μm。
VEC核淡染,以常染色质为主,核仁大而明显,胞质内有发达的高尔基复合体、粗面内质网和滑面内质网。
活性氧自由基对心肌细胞损伤效应研究*林灼锋1李校坤1,2**孟 娟2(1暨南大学药学院生物制药教研室 广州 510632 2暨南大学医药生物研究开发中心 广州 510632)摘要 为探讨活性氧自由基对心肌细胞的影响,采用胰蛋白酶酶消化法分离SD 乳鼠心肌细胞,培养于适当的条件并观察其形态学和生理学方面的特征;加入H 2O 2活性氧刺激心肌细胞,模拟氧自由基损伤心肌细胞方式,构建心肌细胞缺血再灌注损伤的模型并了解H 2O 2对心肌细胞的损伤作用。
结果表明胰蛋白酶消化分离的心肌细胞能够在体外完好生长,并能够在一段时间内维持其原有的生理特性;MTT 检测结果和形态学观察结果表明H 2O 2对心肌细胞的损伤与其浓度和作用时间呈正比关系,TUNEL 和DNA 凝胶电泳分析结果显示,H 2O 2在心肌细胞中的积累是造成细胞凋亡的主要因素之一。
关键词 心肌细胞培养 H 2O 2 氧自由基 心肌细胞损伤收稿日期:2004 02 25 修回日期:2004 04 19*国家 863 计划项目(2001AA215131)和国家 十五 创新药物重大专项基金资助项目**通讯作者,电子信箱:zflwf@s 1953年Durrows 和Moscona 首次成功地应用生物酶分离出鸡胚心肌细胞后[1],其分离培养技术不断发展,围绕着心肌细胞的质量和数量两方面,形成了多种多样的方法,其中包括离体心脏灌注法、心肌细胞酶浸泡消化法和贴块培养法。
对新生幼年动物而言,酶浸泡消化法无论在分离心肌细胞的质量和数量方面,还是在操作方面均为研究人员的首选方案。
心肌细胞在体外的成功培养对心肌细胞进行生物学特性的研究,建立一些实验病理模型[2],已成为心脏病研究的重要手段之一。
本文采用胰蛋白酶酶消化法分离SD 乳鼠的心肌细胞进行体外培养,观察其形态学和生理学方面的特征,并用活性反应氧H 2O 2模拟氧自由基刺激心肌细胞,建立氧自由基损伤心肌细胞的模型,从细胞形态学及其它方面观察H 2O 2对心肌细胞的损伤效应,借此了解心肌细胞在缺血再灌注损伤过程中的损伤状况,为研究相关的抗氧自由基新药提供适当的细胞模型。
1 材料与方法1 1 材 料1 1 1 细胞培养材料 Trypsin !、Dulbeccos ∀Minimum Essential Medium (DMEM )、Fatal Bovine Serum(Gibic o BRL),SABC 免疫细胞化学染色试剂盒、anti sarcomeric actin 抗体、DAB 染料(武汉博士德生物公司),细胞培养板(Corning ),MTT 、BrdU (Sigma)。
1 12 实验动物 新生(1~3d)SD 乳鼠,雌雄不限,由中山大学医学院动物中心提供。
1 2 方 法1 2 1 新生原代心肌细胞的分离、提纯和培养 从15只新生乳鼠(出生3d 内)采用无菌操作的方式取出心脏,放入4#D Hanks 缓冲液中清洗几次以除去血液。
将乳鼠心脏移至另一个无菌的平皿中,用眼科小剪刀剪成1~2mm 2大小的快状,加入0 08%的胰蛋白酶!消化液中,置37#培养箱孵化5~10min,将上层液体转至10ml 离心管中,1000r min 离心3~5min,去上清,用生长培养基重悬细胞,保存于37#CO 2培养箱。
将未消化完的心肌组织块加入消化液,重复上述步骤,直至所有心肌组织消化完毕为止。
将所得的心肌细胞转至70ml 的细胞培养瓶中,37#C O 2培养箱培养60~90min,吸取上层细胞悬液至新的培养瓶中,计数后按0 8∃105个 cm 2平板将细胞加至24孔细胞培养板,同时加入BrdU 并使其终浓度为0 1mmol L,置5%CO 2~95%O 2的培养箱37#培养,次日将细胞换液,继续培养,同时观察和记录心肌细胞的生长状况。
第24卷第6期中 国 生 物 工 程 杂 志CHINA BIOTEC HNOLOGY2004年6月1 2 2 免疫细胞化学方法对心肌细胞进行鉴定 将分离的心肌细胞按1∃105 cm2的密度接种于6孔细胞培养板,培养3d后用95%的乙醇固定,采用鼠抗兔 sacomeric ac tin antibody及SABC免疫组化染色试剂盒对心肌细胞中的特有的横纹肌肌动蛋白进行定位,对心肌细胞鉴定,同时确定心肌细胞的纯度。
1 2 3 缺血再灌注心肌细胞损伤模型的建立 将分离好的心肌细胞接种到培养板中,置5%CO2 ~95%O2的培养箱37#培养。
当细胞培养至融合状态时,加入一定量的H2O2 DMEM刺激细胞,采用H2O2活性氧代替氧自由基的形式,模拟缺血再灌注时氧自由基对心肌细胞的损伤状况,观察心肌细胞的损伤状况。
1 2 4 H2O2对心肌细胞形态学和存活率的影响 将分离的心肌细胞按5∃104 孔接种于96孔细胞培养板,培养3d后改用含有不同H2O2浓度(0 4、0 2、0 1、0 05mmol L)的DMEM无血清培养基,培养3h之后换为无血清DMEM培养基,同时在倒置显微镜下观察和记录其形态学的变化,然后加入MTT检测心肌细胞的存活率。
1 2 5 H2O2与心肌细胞凋亡 将分离的心肌细胞按3∃105 孔接种于6孔细胞培养板,培养3d后加入含有0 625、1 25、2 5、5 0mmol L的H2O2 DME M 培养液,设立正常对照组,37#继续培养3h,观察细胞形态学变化,并收集细胞,提取细胞基因组,采用1%琼脂糖凝胶电泳分离并观察其基因组的变化。
同时将培养了3d的细胞加入浓度为0 05和0 1mmol L H2O2的D ME M培养基刺激细胞,连续培养24h,采用TUNEL法检测细胞凋亡的状况,观察H2O2与凋亡的关系。
2 结 果2 1 原代SD乳鼠心肌细胞培养新生大鼠心肌细胞刚分离出来时呈圆形或椭圆形,培养了24h呈椭圆形分散生长,大部分细胞出现搏动,随着培养的时间增加,细胞细胞之间出现网状一样的细胞伪足,从而形成一簇一簇的呈同步搏动细胞团(图1)。
这种搏动现象在维持到一定的时间后,心肌细胞的博动便逐渐减慢,最终停图1 新生SD乳鼠心肌细胞体外培养1d和10d的细胞形态(∃10,∃40)Fig.1 The prim ary culture cardiomyocytes morphology of neonatal SD mouse(observed under a reverse m icroscope,magnify10tim es and40times)图2 心肌细胞免疫细胞化学鉴定图(∃40,∃200)Fig.2 Identified cardiac myocytes by immunocytochemical assay After culture3days,cardiac m yocytes were identify by its∀specific alpha sarcomeric actin The positive cells were stained yellow brown color(DAB straining,∃40,∃200)82中 国 生 物 工 程 杂 志第24卷止。
本次实验观察结果表明,在培养了10d之后,心肌细胞的搏动便开始减弱,但有相当部分细胞在培养了45d之后仍然维持缓慢的搏动状况。
2 2 心肌细胞的鉴定采用胰蛋白酶酶消化法分离SD乳鼠心肌细胞,培养3d后,根据心肌细胞中所含有的各种蛋白特性,我们将其特有的横纹肌肌动蛋白( sac omeric actin)作为检测鉴定指标,采用免疫细胞化学法对所培养的心肌细胞进行鉴定。
根据检测结果(见图2),在培养的细胞中,凡被DAB染上棕黄色的细胞均为心肌细胞,随机对5个显微镜视野中细胞总数和心肌细胞数量进行计算,采用本文所述的细胞分离、纯化和培养的方法所得的心肌细胞纯度可达到95%左右。
2 3 H2O2对心肌细胞的影响不同浓度的H2O2对心肌细胞形态学方面的影响存在显著的差异。
形态学观察表明,0 05~ 0 1mmol L的H2O2作用于心肌细胞3h之后,心肌细胞形态变化并不明显。
但当H2O2的浓度超过1mmol L时,心肌细胞的形态变化明显加剧,在倒置显微镜下已经可以观察到心肌细胞形态学方面的变化,细胞核与细胞膜均开始收缩,核内的染色体紧缩;当H2O2浓度达到5mmol L时,倒置象差显微镜观察发现,细胞体积缩小,细胞核浓缩,部分细胞核已经开始出现溶解的现象,细胞间的轮角已经变得相当模糊,细胞处于死亡状态(图3)。
图3 不同浓度H2O2对心肌细胞形态学的影响(倒置显微镜观察、拍照记录)Fig.3 The influence of cardiomyocytes m orphology(observing in reverse microscope)after exposing in different concentration hydrogen peroxide for3hoursA:normal control group(magni fy∃100);B:exposing i n1 25mmol L H2O2(magnify∃200);C:exposing i n2 5mmol L H2O2(magnify∃200);D:expos ing in5mmol L H2O2(magnify∃200)心肌细胞在含有不同浓度H2O2(0 05、0 1、0 2和0 4mmol L)的DME M培养基中培养了3 5h之后,采用MTT法检测细胞存活率。
如表1所示,心肌细胞在不同浓度的H2O2活性氧直接作用下,大量的细胞死亡。
0 1mmol L H2O2浓度直接作用3 5h,超过10%的细胞死亡;当H2O2浓度达到0 4mmol L时,接近50%的细胞死亡。
图4所示,H2O2与细胞凋亡存在浓度依赖关系。
0 625mmol L H2O2作用3h,凝胶电泳分析未见有DNA小片段,这说明细胞基因组染色体仍然83第6期林灼锋等:活性氧自由基对心肌细胞损伤效应研究保持其完整的状态,但随着H 2O 2浓度提高到1 25mmol L 时,电泳检测出现了许多DNA 小片段,这说明细胞相当部分细胞已经处在凋亡阶段;而当H 2O 2浓度达到5mmol L 时,只出现了弥散的泳带,这说明相当部分染色体DNA 已经被降解,而H 2O 2浓度达到10mmol L 时,总DNA 的量也变得更少了。
由此可见,心肌细胞在H 2O 2的作用下,细胞的凋亡与H 2O 2的浓度相关。
此外,TUNE L 的检测结果表明,0 1mmol L H 2O 2所造成的心肌细胞凋亡远远要比0 05mmol L 的H 2O 2严重得多(图5)。