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目的: 观察血管紧张素Ⅱ诱导心肌细胞的肥大效应及肝细胞生长因子对其诱导效应的影响,从基因表达、细胞蛋白合成速率以及形态结构等多个角度探讨HGF在心肌肥大中的作用,为心室重构的发病机制和临床药物防治提供依据。
方法: 采用分步消化、差速贴壁、化学抑制法分离纯化新生SD大鼠心肌细胞后作原代培养,特异性免疫细胞化学法进行细胞鉴定。应用不同浓度的AngⅡ(10-8~10-5mol·L-1)刺激心肌细胞48h,10-6mol·L-1分别刺激12h、24h、48h、72h,观察AngⅡ对心肌细胞的影响;以10-6mol·L-1AngⅡ作诱导浓度,分别与HGF10ng/ml、HGF100ng/ml共同孵育24h、48h、72h,采用3H-亮氨酸掺入法检测心肌细胞蛋白合成速率、荧光定量PCR检测心肌细胞内ANF、β-MHC以及α-MHCmRNA的表达,倒置显微镜及透射电镜观察心肌细胞形态学变化。
结果: 1AngⅡ对心肌细胞的影响1.1心肌细胞3H-Leu掺入量测定AngⅡ刺激心肌细胞48h,在10-8~10-5mol·L-1浓度范围内,呈浓度依赖性刺激心肌细胞3H-Leu掺入量增加(P<0.05,0.01);AngⅡ10-6mol·L-1刺激心肌细胞,3H-Leu掺入量12h无显著差别(P>0.05),24h明显增加(P<0.01),48h达峰值(P<0.001),呈时间依赖性。
1.2心肌细胞内ANFmRNA表达AngⅡ刺激心肌细胞48h,在10-8~10-5mol·L-1浓度范围内,心肌细胞内ANFmRNA表达呈浓度依赖性增强(P<0.05);AngⅡ10-6mol·L-1刺激心肌细胞12h,心肌细胞内ANFmRNA表达增强(P<0.05),24h更加明显(P<0.05),48h达峰值(P<0.05),呈时间依赖性。
1.3心肌细胞内β-MHC和α-MHCmRNA表达AngⅡ刺激心肌细胞48h,在10-8~10-5mol·L-1浓度范围内,心肌细胞内β-MHCmRNA表达呈浓度依赖性增强(P<0.05);AngⅡ10-6mol·L-1刺激心肌细胞12h,心肌细胞内β-MHCmRNA表达增强(P<0.05),24h更加明显(P<0.05),48h达峰值(P<0.05),呈时间依赖性。相反,心肌细胞内α-MHCmRNA表达相应下调,随浓度的增加和时间的延长,下调越明显;β-MHC/α-MHC比值与β-MHCmRNA表达变化呈正相关(R=0.90,P<0.05),与α-MHCmRNA表达呈负相关(R=-0.86,P<0.05)。
2HGF对AngⅡ诱导的心肌细胞肥大的影响2.1心肌细胞3H-Leu掺入量测定HGF对AngⅡ10-6mol·L-1诱导的心肌细胞3H-Leu掺入量有促进作用,HGF(100ng/ml、10ng/ml)+AngⅡ10-6mol·L-1组心肌细胞3H-Leu掺入量明显高于对照组(P<0.01)、AngⅡ10-6mol·L-1组(P<0.01),同1时间,HGF100ng/ml组比HGF10ng/ml组更显著(P<0.05),同一浓度,72h组>48h组>24h组(P<0.05),呈时间依赖性。
2.2心肌细胞内ANFmRNA表达HGF可促进AngⅡ10-6mol·L-1诱导的心肌细胞内ANFmRNA表达,HGF(100ng/ml、10ng/ml)+AngⅡ10-6mol·L-1组心肌细胞内ANFmRNA表达明显高于对照组(P<0.05)、AngⅡ10-6mol·L-1组(P<0.05),同一时间,HGF100ng/ml组比HGF10ng/ml组更显著(P<0.05),同一浓度,72h组>48h组>24h组(P<0.05),呈时间依赖性。
2.3心肌细胞内β-MHC和α-MHCmRNA表达HGF可促进AngⅡ10-6mol·L-1诱导的心肌细胞内β-MHCmRNA表达增强以及α-MHC表达下调,HGF(100ng/ml、10ng/ml)+AngⅡ10-6mol·L-1组心肌细胞内β-MHCmRNA表达较对照组(P<0.05)、10-6mol·L-1AngⅡ组明显增强(P<0.05),同一时间,HGF100ng/ml组比HGF10ng/ml组更明显(P<0.05);同一浓度,72h组>48h组>24h组(P<0.05),呈时间依赖性。相反,心肌细胞内α-MHCmRNA表达相应下调,与β-MHCmRNA表达趋势相反;β-MHC/α-MHC比值变化与β-MHC表达呈正相关(R=0.83,P<0.05),与α-MHCmRNA表达呈负相关(R=-0.88,P<0.05)。
2.4对心肌细胞形态学的影晌HGF(100ng/ml、10ng/ml)+AngⅡ10-6mol·L-1组心肌细胞直径明显大于对照组(P<0.01)和AngⅡ10-6mol·L-1组(P<0.01),HGF100ng/ml组比HGF10ng/ml组更显著(P<0.05),同一浓度,72h组>48h组>24h组(P<0.05),呈时间依赖性。透视电镜:正常心肌细胞线立体丰富,细胞核很小;HGF(100ng/ml、10ng/ml)+AngⅡ10-6mol·L-1组心肌细胞线立体肿胀增大,高尔基体丰富,细胞质中糖原及脂质沉着,心肌细胞核及核仁增大变形,异染质丰富,肌丝增多,心肌细胞肌节明显,Z带清楚。
结论: 1AngⅡ有致心肌细胞肥大作用,其可能机制包括心肌细胞蛋白合成速率增加、胚胎期基因ANFmRNA表达上调,以及α-MHC向β-MHC转换。
2HGF促进了AngⅡ诱导的心肌细胞肥大。
3HGF和AngⅡ在心肌细胞肥大中的协同作用,涉及胚胎基因ANFmRNA表达上调、MHC同工蛋白转换、心肌细胞蛋白合成速率增加等多个环节。