线粒体钙离子单向转运蛋白在Zn2+诱导的心肌保护中的作用

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目的探讨线粒体钙离子单向转运蛋白(Mitochondrial calcium uniporter,MCU)在锌离子(Zn2+)诱导的心肌保护中的作用及其机制。方法用衣霉素(Tunicamycin,TM)作为内质网应激(Endoplasmic reticulum stress,ERS)诱导剂处理H9c2细胞构建ERS模型。氯化锌(Zn Cl2)、MCU抑制剂钌红(Ruthenium red,RR),MCU si RNA预处理细胞。MTT检测不同浓度的TM(1μg/ml,3μg/ml,5μg/ml)对细胞活性的影响。共聚焦显微镜观察细胞内的Ca2+和线粒体的活性氧(Reactive oxygen species,ROS)。Western blot法检测GRP 78、GRP94、MCU的表达。微板法检测心肌细胞外液中LDH的含量。荧光显微镜测定线粒体膜电位以确定m PTP的开放程度。使用荧光酶标仪检测线粒体Ca2+。结果1不同浓度的TM对H9c2心肌细胞的活性降低。MTT结果表明,不同浓度的TM(1μg/ml,3μg/ml,5μg/ml)使H9c2心肌细胞的活性均显著降低。2不同浓度的TM(1μg/ml,3μg/ml,5μg/ml)诱导ERS。不同浓度的TM均使GRP 78和GRP94的表达上升,3μg/ml的TM表达最明显。3不同浓度的TM(1μg/ml,3μg/ml,5μg/ml)使MCU和细胞内Ca2+增加。不同浓度的TM均使MCU表达增强,3μg/ml时表达最明显。而3μg/ml的TM使细胞内Ca2+增多最为明显。因此,后续实验我们采用TM浓度为3μg/ml。4 Zn2+通过MCU抑制ERS引起的心肌损伤。与对照组相比,TM增加了细胞外液中的LDH,Zn Cl2减少了H9c2心肌细胞外液中的LDH,而RR显著增强了Zn Cl2的作用。5 Zn2+通过MCU抑制TM诱导的ERS。与对照组相比,TM上调了GRP 78和MCU的蛋白表达,Zn Cl2明显抑制了TM的作用,而RR显著地增强了Zn Cl2的作用。6 MCU si RNA进一步加强Zn2+抑制ERS的作用。与对照组相比,TM上调GRP 78和MCU的表达,Zn Cl2明显抑制了TM的作用,MCU si RNA显著增强了Zn Cl2的作用。此结果与MCU抑制剂RR相一致。7 Zn2+通过MCU抑制TM诱导的m PTP开放。与对照组相比,TM使线粒体TMRE红色荧光强度显著降低,即ERS使线粒体膜电位减少、m PTP开放,Zn Cl2明显抑制TM引起的红色荧光强度的减少,而RR进一步增强了Zn Cl2的作用。8 Zn2+通过MCU抑制ERS引起的线粒体Ca2+增多。与对照组相比,TM使线粒体Ca2+探针Rhod-2AM的荧光强度显著增加,Zn Cl2明显抑制了TM的作用,而RR进一步增强了Zn Cl2的作用。9不同浓度的TM(3μg/ml,5μg/ml)使线粒体ROS增加。激光共聚焦显微镜结果显示,与对照组相比,不同浓度的TM可以使线粒体活性氧Mito SOX的红色荧光强度显著增强,浓度为3μg/ml的TM最为明显。10 Zn2+通过MCU抑制ERS诱导的线粒体ROS增加。荧光显微镜结果显示,TM显著增加了线粒体活性氧Mito SOX的红色荧光强度,Zn Cl2明显抑制了TM的作用,而RR进一步增强了Zn Cl2的作用。结论1 TM诱导心肌细胞发生ERS,使细胞活性降低、MCU表达增加、细胞及线粒体内Ca2+增多。2 Zn2+通过MCU抑制ERS引起的线粒体Ca2+及ROS增多,阻止m PTP的开放,减轻心肌细胞损伤。图12幅;表3个;参150篇。
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