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研究背景心脏是烧伤早期缺血缺氧性损害的重要靶器官,烧伤后心功能不全可直接引发或加重全身脏器缺血缺氧损害,是其他脏器功能障碍的重要原因。以往的研究表明,严重烧伤早期即存在心肌器质性损害。因此,研究严重创伤后缺血缺氧如何造成心肌细胞损害,如何阻断其损伤机制以保护细胞功能,对于减少严重创伤后多器官功能衰竭的发生、提高病人预后生存率均有重要意义。近年来如何发挥内源性抗损伤作用来保护细胞功能,逐渐引起国内外学者的注意。热休克蛋白90(heat shock protein 90, HSP90)是维持细胞内蛋白构象稳定与功能正常所必需的分子伴侣,也是公认的与应激耐受密切相关的保护性分子。HSP90通过催化损伤和变性的蛋白质的再折叠,保护细胞免受由应激所导致的损伤。HSP90除了帮助蛋白折叠的功能外,还与体内各种应激信号转导通路中多个关键分子相互作用。在抗凋亡作用中扮演重要角色的丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(serine threonine kinase, AKT)及上游的3磷脂酰肌醇依赖性蛋白激酶1(Phosphoinositide -dependent kinase- 1,PDK1)同属于HSP90的底物蛋白。目的本课题的目的是研究缺氧心肌细胞中HSP90对其底物蛋白AKT表达的影响,观察HSP90及AKT对细胞活力、细胞凋亡的影响,从而探讨HSP90在心肌细胞缺氧性损伤后的内源性保护作用的分子机理。方法通过使用新生大鼠心肌细胞缺氧模型,运用HSP90的特异性阻断剂格尔德霉素(Geldanamycin GA)抑制HSP90的作用,Wester-blot检测HSP90底物蛋白AKT含量变化,MTT法观察不同缺氧时间心肌细胞细胞活力变化,透射电镜观察心肌细胞超微结构变化,TUNEL法检测心肌细胞的凋亡情况。结果(1)心肌细胞中总AKT表达量在缺氧3h后开始升高,缺氧6小时达峰值,持续至缺氧12h,缺氧24h后表达量有所下降,但仍高于正常时的表达量。运用HSP90特异性阻断剂GA后,AKT表达量在缺氧6h后开始下降,持续至缺氧24h下降最明显。(2) MTT法检测细胞活力显示:GA+缺氧组对细胞活力的影响出现最早,在缺氧12h即出现,在缺氧24h-48h时影响最显著,GA+缺氧组与单纯缺氧组相比,细胞活力显著下降( P < 0. 05)。(3)透射电镜显示阻断HSP90后的缺氧心肌细胞超微结构不但出现细胞肿胀,肌丝排列紊乱等细胞受损的表现,还可以看到核膜皱缩,染色质边集,线粒体出现空灶化等细胞凋亡的特征。(4)正常对照组的细胞凋亡指数(Apoptosis Index AI)为(1.9±0.3) %,单纯缺氧组在缺氧24h细胞凋亡指数为(10.7±1.2) %,与正常对照组相比细胞凋亡指数显著升高( P < 0. 05), GA+缺氧组在缺氧24h细胞凋亡指数为(26.3±5.3) %,与正常对照组相比细胞凋亡指数显著升高( P < 0. 01)。结论HSP90作为AKT的“分子伴侣”,参与了PI3K/AKT信号通路对应激的调节,在维持细胞活力和细胞凋亡方面发挥重要作用。