阿托伐他汀干预对大鼠心肌缺血再灌注后GRP78和GADD153表达的影响(2)
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2.GRP78和GADD153的蛋白表达
(1)GRP78的蛋白表达情况假手术组大鼠心尖部相应区域心肌细胞未见明显GRP78阳性表达。对照组和干预组大鼠再灌注2 h后心尖部GRP78表达开始增加,6 h达高峰(P<0.01),GRP78阳性染色细胞呈棕黄色,主要位于胞浆,细胞形态相对饱满,呈圆形或椭圆形(见图2),24 h时表达水平明显下降(P<0.01)。在相应时间点,干预组的GRP78蛋白表达水平显著高于对照组(P<0.01)。见表2。
(2)GADD153的蛋白表达情况 假手术组大鼠心尖部相应区域心肌细胞未见明显GADD153阳性表达。对照组和干预组大鼠缺血周围区GADD153从再灌注6 h开始在神经细胞内明显表达,并逐渐增强,于再灌注24～48 h达高峰,GADD153阳性表达主要位于细胞核,呈棕黄色,胞浆可有淡染,多数阳性细胞发生形态学改变,胞核皱缩,呈梭形或条索状(见图3)。在相应时间点,干预组的GADD153的蛋白表达水平显著低于对照组(P<0.01)。见表3。
讨论
内质网是细胞内调控钙稳态、蛋白质合成和细胞凋亡的重要亚细胞器,对应激刺激非常敏感[6]。内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)近年来备受关注,ERS与神经退行性变、糖尿病和心脑组织缺血梗死密切相关[7]。适度的ERS有利于细胞内钙和蛋白质加工等稳态恢复正常,增强细胞耐受应激刺激的能力;持续而严重的ERS则触发内质网相关性细胞凋亡(ER associated death,ERAD),造成细胞损伤,ERAD途径主要包括capase12剪切活化、CHOP/GADD153(C/EBP homologous protein/gene forgrowth arrest and DNA damage)表达上调,以及cjun氨基末端激酶(cJun NH2 terminal kinases,JNK)途径的激活[8]。越来越多的动物模型和人体标本的证据,证实凋亡在心肌缺血再灌注损伤病理生理学上是一个主要事件。分子伴侣GADD153是内质网相关促凋亡蛋白,在正常细胞中表达水平很低,而在内质网应激情况下被大量诱导表达,激活细胞凋亡途径。内质网分子伴侣GRP78(endoplasmic reticulummolecular chaperon GRP78)又称为Bip,其位于内质网,是内质网稳态的中心调节剂[9],内质网应激时,GRP78与内质网中错误折叠和未折叠蛋白结合,恢复蛋白质正确构象,维持内环境稳定,提示GRP78在应激条件下对细胞起保护作用。
近年来随着对他汀类药物的深入研究,其非降脂作用受到极大关注。研究发现他汀类药物非降脂外效应与逆转心肌肥大,抑制心肌凋亡等有关[10]。本实验研究发现,阿托伐他汀可以抑制心肌缺血再灌注后的心肌细胞调亡,与孟红、Yang等[3,11]研究结果一致。通过对内质网应激途径的经典标志物GRP78和GADD153的蛋白检测,我们发现阿托伐他汀促进心肌缺血再灌注后GRP78蛋白表达,同时观察到GRP78阳性染色细胞形态相对饱满,提示阿托伐他汀可能通过上调GRP78蛋白表达水平对内质网应激反应启动后迅速发挥内质网自稳功能,细胞适应应激而存活。与此同时,阿托伐他汀抑制心肌缺血再灌注稍后期GADD153表达,多数GADD153阳性细胞形态学发生改变,胞核皱缩,呈梭形或条索状,提示阿托伐他汀对心肌缺血再灌注稍后期保护可能与下调GADD153表达水平有关。由于内质网应激途径比较复杂,阿托伐他汀还可能通过内质网应激其他途径,如PI3K/Akt/eNOS[12]途径等。
综上所述,我们认为,通过促进内质网分子伴侣GRP78的表达和下调GADD153水平,可能是阿托伐他汀抑制心肌再灌注后心肌细胞凋亡的内质网应激机制之一。
参考文献
[1]Kajstura J,Cheng W,Reiss K,et al.Apoptotic and necrotic myocyte cell deaths are independent contributing variables of infarct size in rats[J].Lab lnvest,1996,74(1):86-107.
[2]Nickson P,Toth A,Erhardt P.PUMA is critical for neonatal cardiomyocyte apoptosis induced by endoplasmic reticulum stress[J].Cardiovasc Res, 2007,73(1):48-56.
[3]孟 红,张英杰.阿托伐他汀对大鼠缺血再灌注心肌细胞凋亡的影响[J].中国全科医学,2009,12(3B):465-468.
[4]Yoshida H,Haze K,Yanagi H,et al.Identification of the cisacting endoplasmic reticulum stress response element responsible for transcriptional induction of mammalian glucoseregulated proteins. Involvement of basic leucine zipper transcription factors[J].J Biol Chem,1998,273(50):33741-33749.
[5]Bimbaum Y,Ashitkov T,Uretsky BF,et al.Reduction of infarct size by shorttermpretreatment with atorvastatin[J] ......
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