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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。