当前位置: 首页 > 期刊 > 《西安交通大学学报(医学版)》 > 1999年第3期
编号:10221729
压力负荷所致左室心肌肥大和原癌基因C-myc表达关系的研究
http://www.100md.com 《西安交通大学学报(医学版)》 1999年第3期
     作者:董亚峰孔祥蓁 秦金

    单位:董亚峰 现在西安医科大学生理教研室攻读博士;孔祥蓁 秦 金(基础医学院病理学生理学教研室 西安 710061)

    关键词:左室心肌细胞肥大;原癌基因C-myc;原位杂交

    西安医科大学学报/990307 摘要 在腹主动脉狭窄所致心肌肥大模型上,分别于2h、8h、12h、48h、1周、2周用形态学计量法(Morphometry)检测单位体积心肌细胞核数[N(n)v]和每核平均细胞体积[V(m)n];用核酸原位杂交技术检测原癌基因C-myc表达强度。结果显示:手术组与对照组相比,N(n)v和V(m)n 2h、8h、12h时无显著差异(P>0.05),48h、1周、2周时,手术组明显大于对照组(P<0.05);原癌基因C-myc 2h开始在手术组左室心肌细胞中表达,8h达高峰,48h消失。提示原癌基因C-myc与压力负荷所致左室心肌肥大有密切关系。
, 百拇医药
    ASSOCIATIONS BETWEEN EXPRESSION OF

    PROTO-ONCOGENES C-myc AND LEFT VENTRICULAR

    HYPERTROPHY CAUSED BY OVERLOAD PRESSURE IN RATS

    Dong Yafeng, Kong Xiangzhen, Qin Jin

    (Department of Pathophysiology)

    Abstract Left ventricular hypertrophy is a complex cellular response to a variety of pathologic states.Overload pressure is a major cause of cardiac hypertrophy, although the mechanisms by which mechanical load induces cardiac cellular hypertrophy have long been a subject of great interest for cardiologists.Our experiment were performed on hypertrophy model rats caused by abdominal aorta cramped.The N(n)v and V(m)n of left ventricular myocardial cell were assessed at 2h,8h,48h,1W,2W using Anversa Method.The levels of proto-oncogene C-myc mRNA in the left ventricle were measured at the same time using nonradioaction In Situ Hybridization techniques.We found that the morphogenetic change of left ventricular myocardial cell[V(m)n,N(n)v]bagan at 48h.There was obvious difference between the SHAM and OP at 48h ,1W,2W(P<0.05).The expression of C-myc was a transient process.It began at 2h,reached peak at 8h,disappeared at 48h,C-myc expressions were increased significantly at 2h,8h,12h(P<0.01).We conclude that proto-oncogene C-myc may be a initiative factor of left ventricular hypertrophy which response to many kinds of factors and hormone caused by excessive pressure load.
, 百拇医药
    Key words left ventricular hypertrophy;proto-oncogene;in situ hybridization

    心肌肥大是许多心血管疾病共同的病理改变,其中左室心肌肥大尤为人们关注。近年来,随着研究的深入,人们认为心肌肥大过程的启动和转归与某些原癌基因的活化、扩增以及抗癌基因的丢失有着密切的关系,核内原癌基因可能是参与细胞增殖与分化调节的始动因素[1]。为此我们采用核酸原位杂交技术,在压力负荷所致左室心肌肥大的模型中,研究原癌基因C-myc和心肌肥大的相互关系,初步阐明心肌肥大发生的可能机制,为治疗和预防心肌肥大提供理论依据。

    材料和方法

    1 模型的制备 手术组选用180~220g雌性健康SD大鼠,行腹正中切口,暴露腹主动脉,在其中段以内径0.8mm的消毒银夹夹住腹主动脉,减张缝合,并肌注8万单位青霉素,分别于2h、8h、12h、48h、1周、2周处死大鼠,迅速取出心脏备用。对照组只行手术,腹主动脉不缩窄。
, 百拇医药
    2 左室心肌细胞肥大指标N(n)v和V(m)n的测定 经股静脉注入1mol/L KCl 5ml,使心肌停跳于舒张期,用40mg/L多聚甲醛经腹主动脉灌注固定后,切取左心室,在左心室中部平行于房室沟切取一厚约2mm的心室壁环,在此环上随机切取1mm×1mm×2mm组织块制成1μm的半薄切片,经10mg/L美蓝和10mg/L天青Ⅱ等量混合液染色后封片。选取心肌纤维横切面和纵切面的半薄切片(图1),按Anversa的形态学计量法测量左心室心肌细胞核数[N(n)v]和每核平均细胞体积[V(m)n]。

    3 C-myc探针的制备 将含C-myc片段PBR322重组质粒HB101菌种接种于LB琼脂平板,按常规培养提取质粒,Ecor I/Hind Ⅲ双酶切质粒得到1.46kb的C-myc DNA片段,地高辛标记按缺口平移法进行(地高辛试剂盒由德国堡灵曼公司提供,缺口平移试剂盒由华美公司提供)。

    4 原位杂交 采用地高辛标记的非放射性原位杂交。载玻片常规酸洗,高压灭菌经2mg/L铬矾明胶处理后备用。盖玻片硅化,组织块经固定、包埋、切片后脱水制成10μm的石蜡切片。经5mmol/L MgCl2-PBS 、0.1mol/L甘氨酸PBS、20mg/L TritonX-100 PBS、40mg/L多聚甲醛、 0.2mol/L HCl进行杂交前处理,于42℃杂交18h,杂交液含50%去离子甲酰胺、20×SSC、硫酸葡聚糖、100×Dehardts液、10%SDS、消毒双蒸水和标记好的Dig-C-myc探针。杂交反应后用4×SSC、2×SSC、0.1×SSC洗脱,经Dig抗体室温孵育2h,用NBT/Buffer Ⅱ,BCIP/Buffer Ⅱ显色6~12h,Buffer Ⅳ终止反应,镜下观察紫蓝色阳性反应物聚在核内。对照设置:①杂交液中不含标记探针;②切片经RNA酶预处理;③切片直接显色;④Northern杂交。
, 百拇医药
    5 图像分析及统计学分析 原位杂交切片每张选50个细胞,经TAS-PLUS(Germany)自动图像分析仪(软件为ASOPCT.CEN)分析。C-myc表达强度以阳性表达面积和积分光密度的乘积来表示。

    所有数据以均数±标准差(±s)表示,各指标的比较采用方差分析。

    图1 经美蓝和天青Ⅱ等量混合液染色后,心肌纤维横切面的半薄切片 (100×)

    结果

    1 压力超负荷时,左心室心肌细胞N(n)v和V(m)n的改变 在腹主动脉压力超负荷时,2h、8h、12h手术组(OP)与对照组(SHAM)相比,左室心肌细胞N(n)v、V(m)n均无显著性差异(P>0.05);48h时,左心室N(n)v、V(m)n OP组明显大于SHAM组(P<0.05),1周和2周左心室N(n)v、V(m)n差异更为显著(P<0.01)(表1)。
, 百拇医药
    表1 压力超负荷时左心室N(n)v、V(m)n的改变 (n=100) 时间

    N(n)v(个/mm3)

    V(m)n(μm3)

    SHAM

    OP

    SHAM

    OP

    2h

    44266.75±3170.15

    43979.33±5436.23

    18289.00±1265.45
, 百拇医药
    18216.50±2335.98

    8h

    46175.63±2575.04

    46141.12±3347.33

    17215.50±1080.26

    17297.57±1594.32

    12h

    45983.67±3207.06

    46371.86±2923.06

    17498.50±1456.83

    17153.57±1426.27
, 百拇医药
    48h

    45624.63±2806.82*

    29983.24±2390.17*

    17459.45±1373.66

    19754.88±1164.21*

    1周

    44375.57±4424.40**

    33081.10±3176.12**

    18250.86±1825.64**
, 百拇医药
    23644.00±2066.83**

    2周

    46255.27±2486.13**

    22650.80±1326.10**

    17193.29±1183.32**

    34719.80±2827.93**

    注:OP vs SHAM *P<0.05 **P<0.01

    2 原位基因C-myc在左室心肌细胞中表达规律 原癌基因C-myc在左室心肌细胞阳性表达为深蓝色颗粒(图2)。本实验观察到C-myc在左心室心肌的表达 呈一过性,即2h开始表达,表达强度逐渐升高,8h达到高峰(图3),随后减弱,48h后几乎消失,手术组(OP)在2h、8h、12h时C-myc表达强度显著高于对照组(SHAM)(P<0.01),48h、1周、2周时不存在显著性差异(P>0.05)(表2)。
, 百拇医药
    图2 图中所示深蓝色颗粒为C-myc在左室心肌细胞中的阳性表达 (40×)

    图3 压力超负荷模型动物在8h后,C-myc在左室心肌中表达最强,图中深蓝色颗粒为C-myc阳性表达 (40×)

    表2 原癌基因C-myc在左心室心肌细胞中的表达规律 (n=50) 时间点

    SHAM

    OP

    2h

    3.415±0.011*

    57.027±3.447*
, http://www.100md.com
    8h

    7.502±0.034*

    99.967±5.683*

    12h

    1.774±0.017*

    61.444±4.385*

    48h

    30.654±0.002

    32.234±1.664

    1周

    4.887±0.052
, 百拇医药
    7.969±0.987

    2周

    1.284±0.071

    1.044±0.032

    注:OP vs SHAM *P<0.01

    讨论

    目前观点认为,心肌细胞是一种高度分化的终末细胞,其肌球蛋白重链以α-MHC为主,主司收缩功能。当心肌细胞发生肥大时,心肌细胞收缩蛋白则转变为以β-MHC为主,它可以增殖,但收缩功能差[2,3]。心肌细胞分化主要受一些决定肌细胞分化的基因所调控,例如Myd,myogenin等。而这些调控基因目前发现主要受核内原癌基因产物的调节。原癌基因是调控细胞分裂和分化的基因族,是细胞增殖、分化和再生所必需的“看家基因”,依其表达产物分为核内原癌基因和核外原癌基因,核内原癌基因表达心肌肥大的转录调节因子,因此研究其在心肌中的表达规律至关重要[4~6]。本实验采用较为敏感的Anversa法和核酸原位杂交法,初步研究了原癌基因C-myc和早期左心室心肌细胞肥大的相互关系。结果发现,左心室肌细胞中的C-myc表达呈一过性升高,随即又迅速下降,即2h开始表达,8h达到高峰,48h后消失。国外报道多为6h达到高峰,与我们结果略有差异,估计可能与实验方法差异有关。左心室心肌细胞N(n)v,V(m)n在2h、8h、12h没有变化,48h后开始出现变化。以上结果表明,心肌细胞肥大早期原癌基因C-myc表达的活跃与48h后心肌肌细胞出现肥大有着密切的关系。有人利用转myc基因的小鼠研究发现,这种小鼠在myc基因表达的同时,心室体积亦同时增加,转基因小鼠心肌细胞数约为非转myc基因小鼠的2倍[7]。目前研究揭示压力负荷可能是通过磷脂酶系统激活蛋白激酶C,信息传到核内,首先通过初始应答基因,表达出转录因子,再作用于次级应答基因,转录、表达出相应的蛋白和调控因素,从而引起心肌肥厚的一系列改变[8,9],核内原癌基因即初始应答基因,以往初始应答基因的研究多集中在ras,jun, myb等。本实验利用原位杂交检测C-myc在左室心肌细胞上的表达,发现核内原癌基因C-myc在心肌细胞分化和发育中具有重要作用。尽管目前关于心肌细胞分化和心肌肥大的确切机制还有待进一步研究,但根据现有资料,我们可以看出,心肌肥厚是多种刺激因素诱导的一系列原癌基因异常表达的结果。有理由相信,原癌基因和心肌肥大相关性的研究将极大地加深对心肌肥大这一病理过程的认识,同时也为该领域的研究提供一种新思路。
, http://www.100md.com
    参考文献

    1 Olson EN,Srivas Tava D.Molecular pathways controlling heart development.Science, 1996;272(5262)∶671

    2 Doud SK,Pan LX, Carleton S et al.Adaptational response in transcription factors during development of myocardial hypertrophy.J Mol Cell Cardiol,1995;27(10)∶2359

    3 Argao EA,Kern MJ,Branford WW.Malformations of the heart,kidney,palate ,and skeleton in alpha-MHC-Hoxb-7 transgenic mice,Mech Dev, 1995;52(2-3)∶291
, 百拇医药
    4 Hunter JJ,Tanaka N,Rockman HA et al.Ventricular expression of a MLC-2v-ras fusion gene induces cardiac hypertrophy and selective diastolic dysfunction in transgenic mice.J Biol Chem, 1995;270(39)∶23173

    5 Parker TG.Molecular biology of myocardial hypertrophy and failure:gene expression and trophic signaling.New Horiz,1995;3(2)∶288

    6 Pollack PS.Proto-oncogenes and the cardiovascular system.Chest,1995;107(3)∶826
, 百拇医药
    7 汤键,周爱儒.原癌基因与心血管疾病.北京:北京医科大学,中国协和医科大学联合出版社,1991∶122~123

    8 Lames JM,Eskildsen HYE, Resink AM et al.Endothelin-1 induced phospholipase C-beta and Protein C isoenzyme signaling leading to hypertrophy in rat cardiomyocytes.J Cardiovaso Pharmacol,1995;26(3)∶100

    9 Yamazaki T,komuro I,Yazaki Y.Molecular mechanism of cardiac cellular hypertrophy by mechanical stress.J Mol Cell Cardiol,1995;27(1)∶133

    (1998-01-24收稿 1999-03-10修回), http://www.100md.com