MG53蛋白对小鼠阿霉素急性心肌毒性的影响及机制

Abstract

目的本研究拟探究MG53蛋白对小鼠阿霉素心肌毒性的心脏功能的影响及机制。方法体内实验选择C57BL/6小鼠腹腔注射阿霉素20 mg/kg 1周诱导急性阿霉素心肌毒性模型；体外实验使用1 μmol/L阿霉素处理大鼠原代心肌细胞构建DIC模型。采用小动物心脏超声分析小鼠心脏功能，观察左室射血分数、缩短分数的变化；通过qPCR技术分析心脏重构相关基因ANP、BNP、α-MHC，自噬相关基因Beclin1、LC3及凋亡基因CASPASE3的表达改变；采用免疫印迹技术检测自噬相关蛋白Beclin1、LC3及凋亡相关蛋白caspase3的表达水平；采用透射电镜观察心肌组织中的自噬小体；采用TUNEL试剂盒检测原代心肌细胞的凋亡水平。结果心脏超声结果显示：与假手术组（Sham）相比，阿霉素组（DOX）及心肌原位注射对照腺相关病毒组（DOX+AAV9-NC）小鼠心脏功能显著下降（EF：Sham：86.06 ± 2.08 vs. DOX：58.97 ± 1.62，P < 0.0001；Sham：86.06 ± 2.08 vs. DOX+AAV9-NC：59.00 ± 1.86，P < 0.000 1。FS：Sham：45.47 ± 1.95 vs. DOX：30.68 ± 1.21，P < 0.000 1；Sham：45.47 ± 1.95 vs. DOX+AAV9-NC：30.79 ± 1.13，P < 0.000 1），而心肌原位注射腺相关病毒过表达MG53组（DOX+AAV9-MG53）小鼠的心脏功能障碍得到显著改善（EF：DOX+AAV9-MG53：66.93 ± 1.78 vs. DOX+AAV9-NC：59.00 ± 1.86，P < 0.000 1。FS：DOX+AAV9-MG53：36.35 ± 1.33 vs. DOX+AAV9-NC：30.79 ± 1.13，P < 0.000 1）；电镜结果显示，过表达MG53后心肌细胞的自噬小体增加；qPCR结果表明过表达MG53显著下调心脏重构相关基因的表达；此外，western blot结果进一步明确过表达MG53可显著下调caspase3蛋白表达，并上调Beclin1、LC3蛋白表达（caspase：DOX+AAV9-MG53：1.49 ± 0.13 vs. DOX+AAV9-NC：2.49 ± 0.46，P = 0.000 2；Beclin-1：DOX+AAV9-MG53：0.82 ± 0.02 vs. DOX+AAV9-NC：0.62 ± 0.05，P < 0.000 1；LC3：DOX+AAV9-MG53：0.83 ± 0.04 vs. DOX+AAV9-NC：0.40 ± 0.05，P < 0.000 1），而敲低MG53可显著上调caspase3蛋白表达，下调Beclin1、LC3蛋白表达（caspase：DOX+si-MG53：4.52 ± 0.28 vs. DOX+si-NC：3.37 ± 0.08，P < 0.000 1；Beclin-1：DOX+si-MG53：0.34 ± 0.06 vs. DOX+si-NC：0.54 ± 0.07，P = 0.026 2；LC3：DOX+si-MG53：0.41 ± 0.12 vs. DOX+si-NC：0.70 ± 0.07，P = 0.001 5）；TUNEL检测结果提示过表达MG53可显著抑制心肌细胞凋亡（DOX+Ad-MG53：9.41 ± 0.53 vs. DOX+Ad-NC：29.34 ± 7.29，P < 0.000 1），敲低MG53可显著促进心肌细胞凋亡。（DOX+si-MG53：71.34 ± 5.90 vs. DOX+si-NC：32.19 ± 9.91，P < 0.000 1）结论MG53可抑制心肌细胞凋亡，并促进自噬，改善小鼠DIC心脏重构进程，减轻心脏功能障碍。

Keywords

• MG53;阿霉素心肌毒性;心脏功能;凋亡;自噬