缺氧后处理中线粒体氧化应激平衡对缺氧复氧大鼠心肌细胞凋亡的影响  

The effect of mitochondrial oxidative stress and the expression of Bcl-2 and Bax proteins on cardiomyocyte apoptosis during hypoxia postconditioning

作　　者：涂荣会[1] 陈立[1] 钟国强[1] 曾志羽[1] 黎庆捷[1] 何艳[1] 何燕[1] 李金轶[1] 

机构地区：[1]广西医科大学第一附属医院老年心内科心血管病研究所,南宁530021

出　　处：《中华心血管病杂志》2012年第6期516-521,共6页Chinese Journal of Cardiology

基　　金：国家自然科学基金资助项目（30960131）

摘　　要：目的观察缺氧后处理（PC）对缺氧／复氧心肌细胞凋亡的影响及氧自由基清除剂[超氧化物歧化酶（SOD）及过氧化氢酶（CAT）]后处理对PC抗凋亡效应的影响，探讨PC中线粒体氧化应激平衡对细胞膜和线粒体Bcl-2和Bax蛋白调控心肌细胞凋亡的作用。方法大鼠乳鼠心肌细胞缺氧3h后，分别进行：（1）复氧6h（缺氧／复氧组，H／R组），（2）复氧5rain、缺氧5min，反复3次，再复氧6h（PC组），（3）应用SOD100U／mL后立即进行（2）的操作（SOD＋PC组），（4）应用CAT120U／mL后立即进行（2）的操作（CAT＋PC组），（5）应用SOD联合CAT后立即进行（2）的操作（SOD＋CAT＋PC组），对照组心肌细胞在复氧条件下培养9h。应用荧光探针测定线粒体活性氧含量，流式细胞仪检测心肌细胞凋亡率，Westernblot检测细胞膜和线粒体Bcl-2和Bax蛋白表达水平。结果H／R组线粒体活性氧含量（61．53±4．73）显著高于对照组（13．25±1．07）和PC组（32．72±2．86），分别是他们的4．6和1．9倍（P均〈0．01），SOD＋PC组（23．05±1．13）、CAT＋PC组（23．82±1．88）和SOD＋CAT＋Pc组（16．58±0．74）则明显低于Pc组（P均〈0．01），SOD＋PC组与CAT十PC组比较差异无统计学意义（P〉0．05）。各处理组心肌细胞凋亡率均显著高于对照组（P均〈0．01），SOD＋CAT＋PC组[（44．60±3．12）％]和H／R组[（45．55±3．75）％]显著高于PC组[（26．42±2．96）％]、SOD＋PC组[（26．01±4．24）％]和CAT＋PC组[（26．98±3．66）％]，P均〈0．01，Pc组、SOD＋PC组和CAT＋PC组比较差异无统计学意义（P〉0．05）。PC组、SOD＋PC组和CAT＋PC组细胞膜和线粒体Bcl-2蛋白表达水平显著高于对照组（P均〈0．01），Bax蛋白表达水平则显著低于对照组（P均〈0．01）。H／R组和SOD＋CAT＋PC组Bcl-2蛋白表达水平显著低于对照组（P均〈0．01），Bax蛋白表达水Objective To investigate mitochondrial oxidative stress on eardiomyocyte apoptosis and the expression of Bcl-2 and Bax proteins in cardiac sarcolemma and mitoehondria after application of hypoxia postconditioning and free radical scavengers. Methods Primary cultured neonatal rat cardiomyocytes were exposed to 3 h hypoxia （H） followed by （1） 6 h of reoxygenation （R） （H/R）, （2） 3 intermittent cycles of 5 rain H and R before 6 h of R （ PC ）, （ 3 ） application of superoxide dismutase （SOD） before PC （ SOD ＋ PC）, （4） application of eatalase （CAT） before PC （ CAT ＋ PC ）, and （ 5 ） application of SOD plus CAT before PC （SOD ＋ CAT ＋ PC ） . Cardiac sarcolemma and mitoehondria were isolated by differential centrifugation. Mitochondrial reactive oxygen species （ROS） was detected with fluorescent probes （ DCFH- DA） and cardiomyocyte apoptosis was detected with flow cytometry. The expressions of Bcl-2 and Bax proteins in cardiac sarcolemma and mitochondria were measured by Western blot. Results Mitochondrial ROS reduced significantly in PC, SOD ＋ PC, CAT ＋ PC and especially in SOD ＋ CAT ＋ PC groups （ all P 〈 0. 01 ）. The number of apoptotic cardiomyocytes reduced significantly in PC, SOD ＋ PC and CAT ＋ PC （ all P 〈0. 01 ） but not in SOD ＋ CAT ＋ PC groups. Bcl-2 levels increased while Bax levels decreased in cardiac sarcolemma and mitochondria in PC, SOD ＋ PC and CAT ＋ PC groups （all P〈0.01）, Bcl-2 levels decreased and Bax levels increased in H/R and PC ＋ SOD ＋ CAT groups （ all P 〈 0. 01 ）. Conclusions PC attenuated H/R induced ROS and cardiomyocyte apoptosis, which might be mediated by upregulating the expression of Bcl-2 and downregulating the Bax in mitochondria and sarcolemma; SOD or CAT alone did not but SOD plus CAT attenuate the anti-apoptotic effect of hypoxia postconditioning; mitochondrial ROS thus plays an important role in PC＇s eardioprotection.

关 键 词：细胞凋亡 活性氧 缺氧后处理 

分 类 号：R363[医药卫生—病理学]