在上一基金资助下,我们证实AMPKα2磷酸化激活是Cl- - free对抗心肌急性损伤作用的主要机制。为了进一步深入探讨,我们假设由14-3-3η协助AMPKα2磷酸化入核,进而激活PPARα,减少ROS生成而发挥作用。为此,拟用基因克隆及RNAi等技术,构建14-3-3η-RNAi、PPARα、PPARα-RNAi重组腺病毒表达载体,分别转染原代培养的大鼠乳鼠心肌细胞;建立A/R损伤模型及去除细胞外Cl-;用免疫荧光法对细胞内磷酸化的AMPKα2进行定位,用双标记免疫荧光法、免疫共沉淀法(Co-IP)等研究14-3-3η蛋白在AMPKα2从胞浆到胞核的亚定位中的作用,探讨PPARα激活与AMPKα2亚细胞定位的关系及其对ROS生成的影响;并在整体动物实验上加以证实;以求进一步阐明Cl- - free对抗急性心肌损伤时细胞内的信号传递机制、为寻找抗IRI的新方法、新思路,奠定良好的理论与实验基础。
myocardial injury;AMPK;14-3-3 eta;nuclear translocaton;PPAR alpha
本课题首先证实在心肌缺氧/复氧(A/R)损伤模型中,去除细胞外氯(Cl-)可磷酸化激活AMPKα2并致其从胞浆向胞核迁移,Co-IP检测证实磷酸化的AMPKα2与14-3-3?结合。为探讨磷酸化AMPKα2胞核迁移对抗心肌损伤的作用及14-3-3?对AMPKα2迁移的影响,本课题分别构建了14-3-3?-RNAi、AMPKα2-RNAi重组慢病毒载体并转染至心肌细胞中,结果显示AMPKα2磷酸化激活入核是Cl--free抗心肌A/R损伤的关键环节,并且这一迁移过程是在14-3-3?的协助下完成,当沉默14-3-3?的基因表达,AMPKα2无法进入细胞核,并且Cl--free抗心肌A/R损伤的作用明显消弱。本课题接下来对磷酸化AMPKα入核的作用靶点进行研究,由于前期研究已经发现Cl--free激活AMPKα2致Catalase和Cu-SOD、Zn-SOD表达增加,ROS生成减少,而过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)通过抑制NADPH氧化酶活性、促进抗氧化酶系的生成减少ROS的产量,故本课题构建了PPARα、PPARα-RNAi重组慢病毒载体,分别转染心肌细胞,结果显示当基因沉默PPARα,AMPKα2激活所致的ROS生成减少明显被消弱;而当转染PPARα慢病毒载体致PPARα表达明显升高,同时给予AMPK特异性的阻断剂Compound C,结果显示ROS生成没有明显降低,故表明PPARα是AMPKα2的下游信号分子。动物实验结果进一步证实,当心肌内注射14-3-3?-RNAi慢病毒质粒,同时给予AMPK特异性激活剂AICAR,两周后用Cl--free液体行Langendroff灌流,心肌酶学参数显示LDH、CK值较未注射病毒组明显升高,血流动力学参数也提示LVEDP,LVDP,±dp/dtmax值较未注射病毒组明显下降;而当心肌内注射PPARα重组慢病毒质粒,并给予AMPK特异性的阻断剂Compound C,心肌各功能指标明显下降。因此,本课题的结果证实Cl--free在心肌缺血再灌注损伤过程中激活AMPKα2,在14-3-3?的帮助下使之磷酸化入核,进而激活PPARα,活化的PPARα一方面抑制NADPH氧化酶活性,另一方面增加抗氧化酶系的生成,两方面的作用使ROS的生成下降,从而对抗心肌缺血再灌注损伤。