全 文 :AngⅡ诱导的心肌肥大中 cfos,cjunmRNA表达
变化及丹参酮ⅡA 的影响
周代星1,梁黔生1,何雪心2,占成业1
(1华中科技大学 附属同济医院,湖北 武汉 430030;
2华中科技大学 同济医学院,湖北 武汉 430030)
[摘要] 目的:在原代培养的新生大鼠心肌细胞上,探讨血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导的心肌细胞 cfos,cjun
mRNA表达变化及丹参酮ⅡA的影响。方法:取12只1d龄新生Wistar乳鼠,进行心肌细胞培养,分为正常对照组,
AngⅡ(10-6mol·L-1)组,AngⅡ(10-6mol·L-1)+丹参酮ⅡA(10
-8g·L-1)组,AngⅡ(10-6mol·L-1)+缬沙
坦(10-6mol·L-1)组,丹参酮ⅡA(10
-8g·L-1)组,缬沙坦 (10-6mol·L-1)组。相差显微镜测量心肌细胞大
小,[3H]亮氨酸掺入法测定心肌细胞蛋白质合成速率;RTPCR检测心肌细胞cfos,cjunmRNA的表达。结果:在
培养液中加入AngⅡ作用30min后,心肌细胞 cfos,cjunmRNA的表达显著增强(P<001);AngⅡ作用24h后,
AngⅡ组心肌细胞蛋白质合成速率较对照组明显增加(P<001);AngⅡ持续作用7d后,AngⅡ组心肌细胞直径较
对照组显著增大(P<005)。采用丹参酮ⅡA或缬沙坦干预,二者可抑制AngⅡ诱导的cfos,cjunmRNA的表达增
强(P<001)、心肌细胞蛋白质合成速率的增加(P<001)及心肌细胞直径增大(P<005)。结论:丹参酮ⅡA可通
过抑制AngⅡ诱导的心肌细胞cfos,cjun的表达增强,减轻心肌肥大。
[关键词] 血管紧张素Ⅱ;丹参酮ⅡA;心肌细胞肥大;cfos;cjun
[中图分类号]R2855 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)08093604
[收稿日期] 20080320
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30500657)
[通讯作者] 周代星,Tel:(027)83663201,Email:zdx9599@
sinacom
心肌细胞肥大是心脏对心室张力升高和神经体
液刺激的一种反应,其发生的生化基础是心肌蛋白
合成增加,细胞体积增大。然而,持久心肌肥大是诱
发心力衰竭、心律失常和猝死的独立危险因素。血
管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)是致心肌细胞肥
大的重要因子,原癌基因表达增加参与了心肌肥大
的发生发展[1,2]。近来研究发现,丹参的脂溶性单
体丹参酮ⅡA(tanshinoneⅡA,Tan)具有改善心肌肥
厚的作用[3,4]。本实验用培养的新生大鼠心肌细胞
研究Tan对AngⅡ诱导的心肌细胞肥大中原癌基因
cfos,cjunmRNA表达的影响,旨在进一步探讨Tan
抗心肌肥厚的作用机制,为其在临床用于心肌肥厚
的防治提供实验依据。
1 材料与方法
11 试剂与仪器 AngⅡ(Sigma公司),缬沙坦
(valsartan,北 京 诺 华 制 药 公 司 赠 送,批 号
S02001300),Tan(中国药品生物制品检定所,批号
0766200010),DMEM干粉培养基、胰蛋白酶、胎牛
血清、TRIZOL(Gibco公司),3H亮氨酸(中科院上
海原子能研究所),RTPCR试剂盒(TaKaRa公司),
其余试剂为国产分析纯。PCR引物由北京赛百盛
基因技术有限公司合成,LS3810液体闪烁仪(Beck
man公司);基因扩增仪(Ferotec公司)。
12 心肌细胞培养 参照文献[5],取1d龄Wist
ar大鼠(同济医学院动物实验中心提供)心脏,剪
碎,用 10mg·L-1胰蛋白酶消化成单细胞悬液。
5% CO2,37℃温箱中差速贴壁 1~2h后,用含
20%胎牛血清的 DMEM培养液稀释成108个/L接
种于6孔板,每孔2mL。在培养的前48h,加入01
mmol·L-15′溴脱氧尿苷抑制非心肌细胞的增殖,
然后换无血清培养液。
13 分组 正常对照组;AngⅡ(10-6mol·L-1)组;
AngⅡ(10-6mol·L-1)+Tan(10-8g·L-1)组;AngⅡ
(10-6mol·L-1)+valsartan(10-6mol·L-1)组;Tan
(10-8g·L-1)组;valsartan(10-6mol·L-1)组。
14 心肌细胞大小的测定 心肌细胞在无血清培养
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液中培养24h后,每24h按分组加药1次,48h换液
1次,加药持续作用7d后,025%的胰酶消化使之脱
落,在相差显微镜下用测微器测量细胞直径,每孔观
察10个视野,每个视野测10个细胞,取其平均值。
15 心肌细胞3H亮氨酸掺入测定 心肌细胞在无
血清培养液中培养 24h后,加入各种处理因素和
183kbp3H亮氨酸继续培养24h。弃培养液,PBS
冲洗2遍,用25mg·L-1胰蛋白酶消化后收集细胞
于玻璃纤维素膜上,10%三氯醋酸固定,滤膜烘干后
用LS3810液体闪烁仪测定放射强度。
16 心肌细胞总 RNA提取 收获2×105个心肌细
胞,用Trizol试剂提取细胞总 RNA。每孔细胞加入
Trizol试剂1mL,经氯仿和异丙醇抽提后,将所得的
RNA溶于少量无Rnase水中,紫外分光光度计测定
其浓度和纯度,重复测定3次,计算样品总 RNA浓
度A260/A280在18~20。
17 逆转录聚合酶链式反应 cfos引物(上游 5′
GGTCATCGGGGATCTTGC3′,下游 5′GGGCTCTC
CTGTCAAC3′),扩增片段长度为510bp;内参βac
tin(上游:5′CCTTCCTGGGCATGGAGTCCTG3′,下
游 5′GGAGCAATGATCTTGATCTTC3′),扩增片段
长度为 205bp。cjun引物(上游 5′GCTTGCAAC
CGATGCTAATC3′,下游5′GCTAAGGCCTCCGAAT
TATG3′),扩增产物长度485bp。内参 βactin(上
游5′TGCCGCATCCTCTTCCTC3′,下游5′CTACAC
CTAGTCGTTCGTCCTC3′),扩增片段长度为 397
bp。按照RTPCR试剂盒说明,进行目的基因扩增。
RTPCR条件:cDNA合成和预变性,37℃ 60min,
94℃ 5min;PCR扩增,94℃ 50s,57℃ 50s,72
℃ 50s进行30次循环(cfos扩增10个循环后,再
加入内参引物进行余下的20个循环);延伸,72℃
5min。
18 RTPCR产物的检测和分析 取RTPCR产物
5μL,加2μL上样缓冲液,15g·L-1琼脂糖凝胶
(含溴化乙锭 05μg·μL-1)电泳 25min,用
GDS8000凝胶成像分析系统(UVP)扫描定量,并计
算与βactin的比值。
19 统计分析 所有试验均重复5次,所有数据以
珋x±s表示,采用单因素方差分析,P<005表示有统
计学意义,P<001表示有极显著差异。
2 结果
21 Tan对 cfos,cjunmRNA表达的影响 在培
养液中加入AngⅡ作用30min后,心肌细胞cfos,c
junmRNA表达显著增强(P<001),预先加入 Tan
或valsartan作用30min,可抑制AngⅡ引起的cfos,
cjunmRNA的表达增强(P<001),但 Tan和 val
sartan本身对心肌细胞 cfos,cjunmRNA的表达无
影响(图1,2,表1)。
图1 Tan和valsartan对AngⅡ诱导的心肌细胞
cfosmRNA表达的影响
MDNAmarker;1对照;2valsartan;3Tan;4AngⅡ+valsar
tan;5AngⅡ+Tan;6AngⅡ;7H2O(图2同)
图2 Tan和valsartan对AngⅡ诱导的心肌细胞
cjunmRNA表达的影响
表1 Tan和valsartan对AngⅡ诱导的心肌细胞cfos,
cjunmRNA表达的影响
组别 cfos/βactin cjun/βactin
对照 0295±0051 0241±0029
AngⅡ 0690±01071) 0869±00911)
AngⅡ+Tan 0338±00822) 0237±00632)
AngⅡ+valsartan 0321±00792) 0225±00272)
Tan 0315±0036 0277±0020
valsartan 0307±0058 0261±0026
注:与对照组比较1)P<001;与AngⅡ组比较2)P<001
22 Tan对心肌细胞蛋白质合成速率的影响
AngⅡ作用24h后,AngⅡ组心肌细胞蛋白质合成速
率较对照组明显增加(P<001),加入 Tan和 val
sartan干预后,2组心肌细胞蛋白质合成速率均较
AngⅡ组明显降低(P<001),但 Tan和 valsartan本
身不影响心肌细胞蛋白质的合成。
23 Tan和valsartan对AngⅡ诱导的心肌细胞大小
的影响 在AngⅡ持续作用7d后,AngⅡ组心肌细胞
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直径增大(285±38)μm,与对照组(198±19)μm
相比差异有显著性(P<005);Tan抑制AngⅡ介导的
心肌细胞直径增大(213±25)μm,与AngⅡ组相比
差异有显著性(P<005)(表2)。
表2 Tan对AngⅡ诱导的心肌细胞大小的影响
组别 细胞直径/μm
对照 198±19
AngⅡ 285±381)
AngⅡ+Tan 213±252)
AngⅡ+valsartan 201±322)
Tan 185±17
valsartan 181±15
注:与对照组比较1)P<005;与AngⅡ组比较2)P<005
3 讨论
将AngⅡ加入心肌细胞培养液中,心肌细胞原
癌基因cfos,cjun表达迅速加强,蛋白质合成速率
明显增加,心肌细胞出现明显增大肥大。另外,通过
与经典的抗心肌肥厚的药物 AngⅡⅠ型受体(AT1)
拮抗剂valsartan作对照发现,丹参酮ⅡA对AngⅡ的
效应也具有明显的抑制作用。结果表明,丹参酮ⅡA
可以通过抑制心肌细胞原癌基因 cfos,cjunmRNA
的表达,降低蛋白质合成速率,延缓心肌肥大的发生
发展。
在致心肌肥厚的诸多因素中,肾素血管紧张
素醛固酮系统(RAAS)激活,血管紧张素Ⅱ(Ang
Ⅱ)水平增加是导致心肌肥大的主要原因[6]。各种
致肥厚因素可通过多种信号通路引起心肌细胞肥
大。目前认为,钙钙调素(Ca2+CaM)依赖的蛋白
磷酸酶calcineurin(PP2B)和丝裂素活化蛋白激酶(
mitogenactivatedproteinkinase,MAPK)信号通路在
调节心肌肥大过程中起协同作用[7]。AngⅡ通过与
G蛋白偶联AT1受体结合激活磷脂酶C(PLC),产生
三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DAG),IP3使 Ca
2+
从肌浆网释放,并激活 Ca2+通道和 Na+Ca2+交换,
使[Ca2+]i增加,激活 CaM,Ca
2+CaM复合物激活
Calcineurin,后者使下游的转录因子活化 T细胞核
因子(nuclearfactorofactivatedTcels,NFAT)去磷
酸化,NFAT转入细胞核内,介导心肌细胞病理性肥
大;Ca2+与 DAG结合激活蛋白激酶 C(PKC),通过
MAPK通路使心肌细胞核内一些转录因子如 cfos,
cjun,ATF2,Elk1等发生磷酸化,从而改变心肌细
胞内基因的表达状态,导致某些心肌蛋白(如 α肌
动蛋白、β肌球蛋白重链、心房利钠肽等)合成增加,
引起心肌细胞肥大[7]。亦有学者认为心肌细胞内
Ca2+浓度的变化的在致心肌肥厚的calcineurin信号
通路中起重要调节作用[8]。
针对心肌肥厚的形成机制,采取措施预防和逆
转心肌肥厚成为关键问题。AT1受体拮抗剂通过阻
断AngⅡ与AT1受体结合抑制AngⅡ的生物学效应,
逆转心肌肥厚。丹参酮ⅡA单独作用于心肌细胞对
cfos,cjunmRNA的表达、蛋白质的合成无影响,但
它可抑制AngⅡ的作用。国内学者采用膜片钳技术
发现,丹参酮ⅡA可以阻断心肌细胞L型Ca
2+通道,
阻止Ca2+内流,具有Ca2+阻滞剂的特点[9,10]。由此
推测,丹参酮ⅡA抑制 AngⅡ诱导的心肌细胞原癌
基因cfos,cjun的表达延缓心肌肥大可能是通过降
低心肌细胞[Ca2+]i,抑制 calcineurin及 MAPK活
性,阻断心肌肥厚信号向核内传导而实现的。
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