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目的:观察凋亡抑制因子生存素(survivin)在病毒感染不同时间点心肌细胞中的表达规律,并初步探讨survivin在病毒性心肌炎(viral myocarditis,VCM)中作用及其可能机制。 方法:体外培养新生Sprague Dawley(SD)大鼠乳鼠原代心肌细胞,并予柯萨奇病毒B3(coxsachievirus B3,CVB3)感染原代心肌细胞,建立病毒性心肌炎细胞模型,观察感染后心肌细胞的病变、搏动情况改变,并用乳酸脱氢酶(lactatedehydrogenase,LDH)细胞毒性实验评估心肌细胞损伤程度,运用荧光定量PCR(RT-PCR)扩增出CVB3的特异性条带。复制VCM细胞模型,在CVB3感染心肌细胞0h、12h、24h、36h、48h、60h后,显微镜下观察心肌细胞形态、搏动变化及CPE形成情况,通过RT-PCR和蛋白免疫印迹法(Western Blot,WB)两种方式,检测感染病毒不同时间对细胞survivin表达的影响,应用AnnexinⅤ-FITC/PI双染色法流式细胞仪检测细胞凋亡情况,WB技术检测cleaved-caspase-3蛋白表达量,对survivin表达量与细胞凋亡率进行相关性分析。通过构建survivin基因过表达腺病毒转染心肌细胞验证survivin在病毒性心肌炎中作用,将原代心肌细胞分为3组:正常对照组(未进行病毒转染),空病毒组(只携带GFP,不能过表达survivin),腺病毒组(既携带GFP,又能过表达survivin),以正常细胞组作为对照,检测survivin过表达腺病毒转染对原代心肌细胞产生的影响及病毒转染效果;将细胞分为3组:感染对照组(仅感染CVB3病毒),空病毒组(只携带GFP,不能过表达survivin),腺病毒组(既携带GFP,又能过表达survivin),于细胞转染后第3天,将CVB3病毒感染细胞60h,以感染细胞组作为对照,观察各组心肌细胞形态、搏动变化及CPE形成情况,AnnexinⅤ-FITC/PI双染色法流式细胞仪检测细胞凋亡情况,WB技术检测蛋白cleaved-caspase-3蛋白表达量,探讨surivin过表达后对细胞凋亡的影响。 结果:1.原代心肌细胞培养48h后可见心肌细胞呈圆形、梭形或者多角形,边界清晰,伪足明显,胞质及胞核亦清晰可见,呈自发性节律性搏动,在感染CVB3后,心肌细胞逐渐出现了细胞病变,感染48h心肌细胞开始出现团缩变圆,搏动减弱、不规则,至60h时大部分细胞脱壁、溶解,搏动停止。感染CVB3病毒后心肌细胞毒性率较对照组显著增高,RT-PCR在感染组心肌细胞中扩增出了CVB3的特异性条带。2.正常心肌细胞存在survivin低表达,感染CVB3后,心肌细胞survivin mRNA表达明显增加,且呈时间依赖性,感染CVB3后12h,实验组心肌细胞survivin mRNA表达较对照组明显增加,为表达最高峰(2.83±0.36)vs(1.03±0.21)(n=6)(P<0.05),随后survivin mRNA表达逐渐减少,于60 h时至最低点,甚至低于正常组(0.41±0.18)vs(1.04±0.11)(n=6)(P<0.05)。感染CVB3后,心肌细胞survivin蛋白表达明显增加,且呈时间依赖性,感染CVB3后12h,实验组心肌细胞survivin蛋白表达较对照组明显增加,为表达最高峰(1.88±0.39)vs(1.08±0.07)(n=6)(P<0.05),随后survivin蛋白表达逐渐减少,60 h时至最低点,甚至低于正常组(0.47±0.41)vs(1.16±0.09)(n=6)(P<0.05)。 3.对照组心肌细胞不同时间点均未见凋亡发生及cleaved-caspase-3表达,而感染CVB3病毒后实验组心肌细胞开始出现少量凋亡及cleaved-caspase-3表达,并且随着感染时间延长,心肌细胞凋亡率及cleaved-caspase-3表达呈逐渐上升趋势,凋亡率于感染60h达最高值(35.85%±3.76%)vs(0.25%±0.17%)(P<0.05),cleaved-caspase-3表达量也于感染60h至高峰(3.46±0.23)vs(1.08±0.12)(P<0.05)。 4.心肌细胞survivin基因表达量与细胞凋亡率存在显著负相关(r=0.718,P<0.01);心肌细胞survivin蛋白表达量与细胞凋亡率亦存在显著负相关(r=0.727,P<0.01)。 5.空病毒与腺病毒载体转染后,细胞活力和形态均未受到影响,腺病毒本身对原代培养的正常心肌细胞无明显细胞毒性及影响。构建的腺病毒能够从mRNA和蛋白水平有效改变原代培养的心肌细胞survivin的表达(mRNA水平:过表达病毒转染后,相对于对照组:1.03±0.32;空病毒组1.12±0.19,P>0.05;腺病毒组:8.17±2.950,P<0.05;蛋白水平:过表达病毒转染后,相对于对照组:1.06±0.22;空病毒组0.94±0.13,P>0.05;过表达病毒组:10.43±3.42,P<0.05)。6.细胞转染过表达survivin腺病毒后,镜下可见细胞损伤较感染对照组明显减小,心肌细胞病变积分较感染对照组明显下降(感染对照组:2.79±0.64;空病毒:2.83±0.49;腺病毒:2.07±0.31,P<0.05);细胞凋亡率明显下调(感染对照组:39.67%±9.55%;空病毒:34.84%±6.14%,P>0.05;腺病毒:25.43%±8.65%,P<0.05);cleavedcaspase-3表达明显下调(感染对照组:1.05±0.12;空病毒:1.09±0.28,P>0.05;腺病毒:0.47±0.26,P<0.05)。 结论:1.CVB3病毒感染能激活survivin蛋白表达,在VCM早期参与抗心肌细胞凋亡作用。2.Survivin表达可能通过抑制cleaved-caspase-3的活性,从而抑制凋亡在VCM疾病发展过程中起到心肌保护作用。