MiR-122-5p调控GIT1在脓毒症心肌抑制中的作用机制研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pupuaw
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:脓毒症是由感染所致的宿主反应紊乱而导致的危及生命的器官功能障碍综合征,发病率及病死率始终居高不下,是儿童重症监护病房常见疾病之一。心脏作为血流循环动力器官,是脓毒症及脓毒性休克时最容易受累的靶器官,脓毒症心肌抑制是决定预后的关键因素。其发病机制错综复杂,相关研究发现在脓毒症心肌抑制的发病中心肌细胞凋亡可能发挥重要作用,干预心肌细胞凋亡可能会改善脓毒症心肌抑制的预后。Micro RNA(mi RNA)长度约18-25个核苷酸,是广泛分布于真核生物中的一类非编码内源性小分子RNA,通过抑制靶基因m RNA的翻译或促进靶m RNA的降解,参与到细胞的生长、增殖及凋亡等重要生理过程中。现在mi RNA作为脓毒症心肌抑制标记物以及作用靶点的研究已成为热点。Mi R-122-5p被认为是急性心肌梗死的新生标志物,过表达mi R-122-5p能够加重心肌细胞的凋亡;而在我们课题组前期测序结果发现,脓毒症休克大鼠心肌中,mi R-122-5p表达明显升高,但在脓毒症心肌抑制中mi R-122-5p对心肌细胞凋亡的影响尚不明确。通过生物信息学软件预测,GIT1与mi R-122-5p存在结合位点,而GIT1被报道能够参与心肌细胞凋亡,因此我们推测,mi R-122-5p可能靶向调控GIT1影响心肌细胞凋亡,参与到脓毒症心肌抑制的发病过程中。本研究通过LPS构建脓毒症心肌抑制的动物及细胞模型,验证心肌细胞凋亡、mi R-122-5p在心肌组织及细胞中的表达,并给予干预,明确mi R-122-5p在脓毒症心肌抑制中的作用及调控机制,为脓毒症心肌抑制的治疗提供新的干预靶点。方法:第一部分,动物实验,采取随机分组方式将SPF级雄性Wistar大鼠分为对照组和实验组,每组10只,采用腹腔注射LPS的方式建立脓毒性休克大鼠模型,利用股动脉置管连接多导生理记录仪换能器持续监测12h血压,HE染色观察心肌组织病理改变,TUNEL染色检测心肌凋亡。应用Real-time PCR方法检测心肌组织中凋亡相关基因Bax,Bcl-2及Caspase 3 m RNA水平,应用Western blot方法检测以上基因的蛋白表达。应用Real-time PCR方法检测心肌组织中mi R-122-5p的表达。通过生物信息学软件Targetscan预测能与mi R-122-5p结合的靶基因,应用Real-time PCR及Western blot方法检测心肌组织GIT1 m RNA及蛋白的表达。应用双荧光素酶报告基因对mi R-122-5p与GIT1靶向结合关系进行验证。第二部分,动物实验,通过尾静脉注射mi R-122-5p antagomir以及NC对大鼠心肌mi R-122-5p的表达进行干预,24小时后给予Wistar大鼠腹腔注射LPS构建脓毒性休克模型。实验分组:Control组、LPS组、LPS+NC antagomir组及LPS+mi R-122-5p antagomir组,每组6只。通过股动脉置管多导生理记录仪换能器持续监测12h血压,应用Real-time PCR方法测定心肌组织mi R-122-5p的表达。HE染色观察心肌组织病理改变,TUNEL染色检测心肌凋亡。应用Real-time PCR方法检测心肌组织Bax,Bcl-2的m RNA水平,应用Western blot方法检测Bax,Bcl-2,pro及cleaved-Caspase 3蛋白表达。应用Elisa及生化试剂盒方法对心肌组织中炎症因子(TNF-a,IL-6,IL-1β)、氧化应激指标(ROS,SOD,CAT,GSH-Px)以及心肌酶(c Tn I及LDH)进行检测。应用Real-time PCR及Western blot方法检测心肌组织中GIT1 m RNA及蛋白的表达。第三部分,细胞实验:体外培养大鼠H9c2心肌细胞,利用CCK-8方法确定LPS最佳干预浓度和干预时间,在细胞层面构建脓毒症心肌抑制模型,并观察不同时间LPS干预后H9c2心肌细胞形态变化。细胞实验(一):mi R-122-5p对LPS干预后H9c2心肌细胞的影响:合成mi R-122-5p mimics、inhibitor以及相应的NC,应用Real-time PCR方法检测mi R-122-5p在mimics及inhibitor的转染下以及LPS干预前后的表达,验证mi R-122-5p的转染效率。然后细胞分组为:Control组,LPS组,LPS+NC mimics组,LPS+mi R-122-5p mimisc组,LPS+NC inhibitor组,LPS+mi R-122-5p inhibitor组,应用TUNEL染色及流式细胞仪对H9c2心肌细胞凋亡进行检测。应用Real-time PCR方法检测H9c2心肌细胞中凋亡相关基因Bax,Bcl-2 m RNA水平,应用Western blot方法检测Bax,Bcl-2,pro及cleaved-Caspase 3蛋白表达。应用Elisa及生化试剂盒方法对H9c2心肌细胞炎症因子(TNF-a,IL-6,IL-1β)、氧化应激指标(ROS,SOD,CAT,GSH-Px)以及心肌酶(c Tn I及LDH)进行检测。应用Real-time PCR方法检测H9c2心肌细胞GIT1 m RNA表达,应用Western blot检测H9c2心肌细胞中GIT1蛋白表达水平。细胞实验(二):验证GIT1在H9c2心肌细胞中的作用以及mi R-122-5p对GIT1靶向调控作用。细胞分组:Control组,LPS组,LPS+NC si RNA组,LPS+GIT1 si RNA组,LPS+mi R-122-5p inhibitor+NC si RNA组,LPS+mi R-122-5p inhibitor+GIT1 si RNA组。应用Real-time PCR及Western blot方法检测H9c2心肌细胞中GIT1 m RNA及蛋白的表达,TUNEL染色及流式细胞术检测H9c2心肌细胞凋亡。应用Real-time PCR方法检测H9c2心肌细胞中凋亡相关基因Bax,Bcl-2 m RNA水平,应用Western blot方法检测Bax,Bcl-2,pro及cleaved-Caspase 3蛋白表达。应用Elisa及生化试剂盒方法检测H9c2心肌细胞炎症因子(TNF-a,IL-6,IL-1β)、氧化应激指标(ROS,SOD,CAT,GSH-Px)以及心肌酶(c Tn I及LDH)的含量。结果:第一部分:腹腔注射LPS 2h左右血压开始下降,达脓毒性休克标准,并且休克状态可持续12h。HE染色结果发现脓毒症休克大鼠左心室肌存在明显的心肌损伤及炎症细胞浸润,TUNEL染色证实了在脓毒症心肌抑制时,心肌细胞凋亡增加,并且通过Real-time PCR及Western blot方法分别从m RNA和蛋白水平验证了Bax表达增加,Bcl-2表达减少,Capsaes 3 m RNA表达增加,cleaved-Caspase 3蛋白水平增加。经过扩大样本量的Real-time PCR检测,证实mi R-122-5p在脓毒性休克大鼠心肌中表达增加。Targetscan网站预测出GIT1与mi R-122-5p有结合位点,且GIT1 m RNA及蛋白水平在脓毒性休克大鼠心肌中表达下降,与mi R-122-5p变化趋势相反。应用双荧光素酶实验发现,对比mimics阴性对照组,mi R-122-5p mimics可明显下调野生组GIT1-3’-UTR荧光素酶活性,,却不能下调突变组GIT1-3’-UTR荧光素酶活性,证明了GIT1与mi R-122-5p存在直接结合关系。第二部分:应用mi R-122-5p antagomir可以有效抑制脓毒性休克大鼠心肌中mi R-122-5p表达,HE染色显示心肌损伤及炎症浸润减轻,TUNEL染色结果提示凋亡细胞减少,在m RNA及蛋白水平一致证实了Bax表达量明显降低,Bcl-2表达量明显增加,cleaved-Caspase 3蛋白表达量明显增加。Elisa及生化试剂盒检测结果提示在脓毒性休克大鼠心肌中炎症因子(TNF-a,IL-6,IL-1β)含量明显增加,ROS水平升高,抗氧化物质(SOD,CAT,GSH-Px)含量降低,心肌酶(c Tn I及LDH)水平升高,说明心肌损伤明显,而抑制mi R-122-5p表达后,可以有效降低心肌炎症因子(TNF-a,IL-6,IL-1β)的含量,降低ROS水平,增加还原性物质(SOD,CAT,GSH-Px)的含量,降低心肌酶(c Tn I及LDH)的水平。Real-time PCR及Western blot分别从m RNA和蛋白水平显示抑制mi R-122-5p的表达增加了GIT1的表达。第三部分:CCK8方法确定了LPS最佳干预浓度10μg/ml,最佳时间24h,H9c2心肌细胞在10μg/ml的LPS干预后随时间的延长,活性逐渐降低,并出现细胞死亡的现象。mi R-122-5p inhibitor可以有效抑制LPS干预后的H9c2心肌细胞mi R-122-5p的表达,减少心肌细胞凋亡,在m RNA和蛋白水平减少Bax表达,增加Bcl-2表达,减少cleaved-Caspase 3蛋白表达,降低心肌细胞中炎症因子(TNF-a,IL-6,IL-1β)的含量,降低ROS水平,增加还原性物质(SOD,CAT,GSH-Px)含量,降低心肌酶(c Tn I及LDH)水平。Real-time PCR及Western blot分别从m RNA和蛋白水平显示抑制mi R-122-5p的表达增加了GIT1的表达。相反,应用mi R-122-5p mimics后会加重心肌细胞凋亡,增加Bax及cleaved-Caspase 3的表达,减少Bcl-2表达,增加心肌炎症因子(TNF-a,IL-6,IL-1β)含量,增加ROS水平,减少还原性物质(SOD,CAT,GSH-Px)含量,增加心肌酶(c Tn I及LDH)水平,并减少GIT1的表达。通过GIT1 si RNA干扰以及共转染mi R-122-5p inhibitor,我们发现,GIT1敲除后会加重H9c2心肌细胞的凋亡,在m RNA和蛋白水平增加Bax表达,减少Bcl-2表达,增加cleaved-Caspase 3蛋白表达,增加心肌炎症因子(TNF-a,IL-6,IL-1β)含量,增加ROS水平,减少还原性物质(SOD,CAT,GSH-Px)含量,增加心肌酶(c Tn I及LDH)水平,而且部分抵消了抑制mi R-122-5p对LPS干预后的H9c2心肌细胞的抗炎、抗氧化、抗凋亡的保护作用。结论:1.心肌细胞凋亡可能是脓毒症心肌抑制的重要原因。2.抑制mi R-122-5p的表达可以增加GIT1的表达,减轻脓毒性休克大鼠心肌炎症、氧化应激及凋亡,减轻心肌损伤。3.mi R-122-5p通过抑制GIT1表达,加重LPS引起的H9c2心肌细胞炎症、氧化应激及凋亡,加重心肌损伤。
其他文献
目的:随着社会的快速发展,生活方式及环境的改变对女性的生殖健康正发生着负面影响。全球每年新增约200万对不孕不育夫妇[1],不孕不育同肿瘤及心脑血管疾病并称为严重危害人类健康的三大疾病[2]。生殖能力下降现状已成为全社会面临的主要问题和严峻挑战。女性生殖能力下降主要体现在两个方面,不孕的发生和卵巢储备功能的减退。20世纪70-80年代,我国对不孕症患病率展开了流行病学调查,各地区不孕症患病率最高为
目的:卵巢癌是女性生殖器官常见的恶性肿瘤之一,也是癌症死亡的第八大常见原因,大部分卵巢癌患者五年内生存率低于50%,已成为严重影响女性健康的疾病。研究发现因缺乏特异性的临床特征和症状,卵巢癌常在癌症晚期才被确诊,很多患者因此错过最佳的治疗时间。临床上大多数卵巢癌患者的治疗手段以手术治疗和全身性辅助化疗为主,但是以铂类为基础的化疗方案容易产生耐药性和发生术后复发,因此寻找卵巢癌发病中重要的致病基因及
目的:牙周病是由牙龈卟啉单胞菌、伴放线聚集杆菌等多种牙周致病菌单一或独立引发的牙周支持组织感染性疾病。随着炎症的进一步扩展,牙周膜、牙槽骨等牙周主要支持组织发生破坏,患牙通常可表现牙齿松动、牙龈红肿或出血,其咀嚼功能下降或完全丧失。鉴于上述病理特征,牙周炎已经成为造成当代成年人牙列缺损的主要原因。除影响咀嚼功能外,牙周炎亦可对患者的美观、发音甚至心理状态产生较大的影响。这也是当下口腔医师需要重点关
目的:冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass grafting,CABG)是广泛应用于心脏外科的术式之一,临床上主要用于目前发病率一直居高不下的冠心病的外科治疗。在CABG手术过程中,心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia-reperfusion injury,MIRI)难以避免。MIRI发生之后可引起一系列炎症因子活化,后者可借由全身血液循环到达远处
目的:不孕症发病率逐年攀升,己成为继心血管疾病和肿瘤后严重影响人类健康的第三大疾病[1]。辅助生殖技术(Assisted reproductive technology,ART)的诞生在一定程度上解决了难治性不孕不育患者的生育问题。自1978年世界首例体外受精-胚胎移植婴儿诞生以来[2],辅助生殖技术飞速发展,其衍生技术不断更新,目前已有800万应用辅助生殖技术的新生儿诞生[3]。随着ART出生人
研究背景与目的:肾盂输尿管连接部梗阻(ureteropelvic junction obstruction,UPJO)引起的先天性肾积水是小儿常见的泌尿系统畸形。它是胎儿、婴儿和儿童先天性尿路梗阻的主要原因。先天性梗阻性肾病是儿童和婴儿慢性肾病(chronic kidney disease,CKD)和终末期肾病(end-stage renal disease,ESRD)最常见的病因之一,表现为进行
目的:随着现代儿科麻醉技术的提高,患儿父母之前关心的生死的问题,逐渐转变为更高级的需求:是否能降低全麻药对幼儿的学习记忆能力的影响。现今儿科麻醉常用全麻药物为七氟醚。近些年来,越来越多的体外实验,动物实验已经证实七氟醚可造成发育期大脑海马突触功能障碍,持久的记忆认知功能损害。但其神经毒性及影响神经发育的机制仍然不清,这使“全麻药对脑发育的影响”及如何规避全麻药物神经毒性,成为麻醉,神经科学等领域研
目的:喉癌是头颈部常见的恶性肿瘤之一,它排在头颈部恶性肿瘤的第三位,医学界普遍认为与吸烟、饮酒、病毒感染等因素密不可分,亦可能与遗传学方面的改变以及细胞信号传导通路出现障碍有关。人类乳头状瘤病毒(HPV)对黏膜及皮肤具有很强的亲和力,尤其具备引发恶性转化潜质的高危亚型HPV对于头颈部鳞状细胞癌的致癌作用已引起学者们越来越多的关注。目前为止,越来越多的研究已经证实了高危亚型的HPV,如HPV-16和
目的:肝纤维化的早期诊断及干预对防治肝硬化、肝癌至关重要。肝脏穿刺活检目前仍然是肝纤维化诊断的金标准,但作为有创的检查,其存在发生严重并发症的风险。基于大数据的深度学习模型在疾病的无创性诊断中逐渐广泛应用。本研究旨在探讨基于CT平扫图像的残差网络ResNet深度学习模型评估肝纤维化分期的效能和应用价值。材料和方法:本研究回顾性分析了347名不同病因的慢性肝病患者,包括213名男性患者和134名女性
目的:人巨细胞病毒(Human cytomegalovirus,HCMV),分类上属β疱疹病毒亚科,为双链DNA病毒,其基因组全长约235 kb。HCMV可感染多种人类细胞,包括成纤维细胞、内皮细胞、神经元细胞、单核细胞/巨噬细胞和树突状细胞。HCMV是一种广泛传播的病毒,可在人群中建立终身潜伏感染。据统计,人巨细胞病毒Ig G的血清阳性率在全球人口和育龄妇女中分别为83%和86%。虽然HCMV在