Wnt/β-catenin信号通路在心肌细胞缺氧复氧模型中的表达及在心肌细胞凋亡中的作用

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目的:本实验研究旨在通过SD大鼠原代心肌细胞缺氧复氧的建立,探索wnt/β-catenin经典信号通路在该模型中的表达差异,及其与心肌细胞凋亡的关系,以期发现心肌梗死的可能机制,寻求在心肌缺血再灌注治疗过程中减少心肌损伤的可靠方法。方法:(1)原代心肌细胞培养及鉴定:取新生SD大鼠40只,分离得到新生SD大鼠心脏,于预冷PBS中洗尽血液,用无菌解剖剪将心脏筋膜、血管清理后,剪碎,0.25%胰蛋白酶3ml 4℃冰箱过夜(14小时)消化后,再用Ⅱ型胶原酶消化得到原代心肌细胞,于37℃、5%CO2孵箱内差速贴壁80分钟,分离成纤维细胞与心肌细胞,计数板计数后,培养皿内接种,按照接种密度约1×10^5/cm2接种于细胞培养皿中正常培养48小时。48小时后进行α-actin心肌细胞鉴定。(2)心肌细胞缺氧复氧模型建立:心肌细胞鉴定后,随机分组7组,分别为对照组(control组)、缺氧2、4、6、8、10、12小时复氧2小时组(HxR2),乳酸脱氢酶试剂盒(比色法)检验每组LDH(乳酸脱氢酶)活力、总超氧化物歧化酶试剂盒(羟胺法)检测SOD(超氧化物歧化酶)活力,探究缺氧复氧模型建立方法,最终测得LDH活力及SOD活力,统计学分析,荧光显微镜下观察心肌细胞各处理组,综合分析后选取缺氧8小时,复氧2小时组为最佳实验模型进行后续实验。(3)Real-time PCR:原代心肌细胞分组建立细胞模型,缺氧8小时,复氧2小时,并加入wnt/β-catenin激动剂及抑制剂药物干预后,按照不同分组对心肌细胞总RNA进行提取、逆转录,并用SYBR GreenⅠ荧光定量PCR检测对照组(control组)、缺氧复氧组(H/R组)、缺氧复氧+DKK-1组(H/R+D组)、缺氧复氧+agonist 1组(H/R+A组)的wnt3a、β-catenin、c-myc mRNA表达量,统计学分析处理实验数据。(4)Westetn blot检测wnt3a、β-catenin、c-myc mRNA蛋白表达量:原代心肌细胞实验分为对照组(control组)、缺氧复氧组(H/R组)、缺氧复氧+DKK-1组(H/R+D组)、缺氧复氧+agonist 1(H/R+A组)建立细胞模型及药物干预后,分组提取心肌细胞总蛋白,BCA法测定蛋白浓度,经过SDS-PAGE电泳,PVDF膜转膜,孵育一抗,4℃过夜,孵育二抗,ECL法成像并统计条带灰度值,进行计算,分析统计各组wnt3a、β-catenin、c-myc蛋白表达量。(5)流式细胞技术检测细胞凋亡率,取出分组处理后的贴壁心肌细胞样本,用预冷的PBS清洗心肌细胞样本3遍,0.25%胰蛋白酶消化3分钟,10%胎牛血清终止消化。收集悬浮心肌细胞经离心,binding buffer重悬细胞,重复2-3次,加入Annexin V-FITC、PI标记,流式细胞仪检测细胞凋亡率,进行统计分析。结果:(1)1-3天新生大鼠心脏经胰蛋白酶及Ⅱ型胶原酶分离后可获得原代心肌细胞。缺氧复氧工作站可有效建立缺氧复氧心肌细胞模型。(2)缺氧8小时复氧2小时对wnt3a、β-catenin、c-myc mRNA相对表达量的影响:单纯H/R组wnt3a mRNA表达量高于对照组(P<0.05),低于H/R+A组(P<0.05),高于H/R+D组(P<0.05)。单纯缺氧复氧组β-catenin mRNA表达量高于对照组(P<0.05),低于H/R+A组(P<0.05),高于H/R+D组(P<0.05)。单纯缺氧复氧组c-myc mRNA表达量高于对照组(P<0.05),低于H/R+A组(P<0.05),高于H/R+D组(P<0.05)。(3)缺氧8小时复氧2小时对wnt3a、β-catenin、c-myc蛋白相对表达量的影响:单纯H/R组wnt3a蛋白表达量高于对照组(P<0.05),低于H/R+A组(P<0.05),高于H/R+D组(P<0.05)。单纯H/R组β-catenin蛋白表达量高于对照组(P<0.05),低于H/R+A组(P<0.05),高于H/R+D组(P<0.05)。单纯H/R组c-myc蛋白表达量高于对照组(P<0.05),低于H/R+A组(P<0.05),高于H/R+D组(P<0.05)(4)流式细胞技术检测新生SD大鼠心肌细胞各实验组细胞凋亡率。单纯H/R组高于对照组早期细胞凋亡率(P<0.05),低于H/R+A组(P<0.05),高于H/R+D(P<0.05);单纯H/R组高于对照组晚期细胞凋亡率(P<0.05),低于H/R+A组(P<0.05),高于H/R+D(P<0.05)。结论:(1)“二步酶”法可有效分离并获得大鼠原代心肌细胞。(2)wnt/β-catenin信号通路,参与SD大鼠原代心肌细胞缺氧复氧过程,且该通路在原代心肌细胞缺氧复氧中被激活。(3)wnt3a、β-catenin、c-myc在缺氧复氧过程中参与调控心肌细胞凋亡过程,wnt信号通路的激活在一定程度上促进心肌细胞凋亡过程。
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