MsrA缺失對心臟功能的影響及Taurine對心臟保護(hù)作用的機(jī)理.pdf

1、目的：用蛋氨酸亞砜還原酶(MsrA)基因敲除小鼠(MsrA-/-)作為研究工具來研究MsrA在小鼠成長衰老過程中對整體心臟以及對離體心肌細(xì)胞的作用。同時探討?；撬?Taurine)對MsrA缺失引起的心功能異常的治療機(jī)制。建立科用高頻超聲儀檢測實驗動物正常和異常心臟功能指標(biāo)的方法和體系。
　　 方法：利用Vevo770高頻超聲儀檢測C57BL/6品系1～2月齡野生型(WT)小鼠的心臟結(jié)構(gòu)和功能，監(jiān)測胎鼠9.5天～出生前的整個心臟

2、發(fā)育過程。主要采用高頻心臟超聲測定、單個心肌細(xì)胞分離及電生理測定、心肌組織羰基含量測定技術(shù)，分別檢測無或有口服Taurine的WT。和MsrA-/-鼠心功能、心肌細(xì)胞肌節(jié)收縮性能和胞漿Ca2+動態(tài)變化、心肌細(xì)胞胞漿和線粒體蛋白氧化水平，分析MsrA缺失對心臟的影響及Taurine對心臟保護(hù)作用的機(jī)理。
　　 結(jié)果：
　　 1.建立檢測WT成年鼠和胎鼠心臟形態(tài)和功能的B型、M型、脈沖多普勒、組織多普勒超聲操作方法和觀察體系

3、。
　　 (1)可獲得成年鼠心臟左胸骨旁長軸切面、“調(diào)整”左胸骨旁長軸切面、左胸骨旁短軸乳頭肌切面、心尖四腔心切面、心尖五腔心切面B型超聲圖像。
　　 (2)在心腔直徑最大處獲得左心室M型超聲圖像。
　　 (3)在心尖四腔心切面二尖瓣血流處獲得脈沖多普勒頻譜；在二尖瓣瓣環(huán)處獲得組織多普勒頻譜。
　　 (4)在心尖五腔心切面主動脈瓣血流處獲得脈沖多普勒頻譜。
　　 (5)在“調(diào)整”左胸骨旁長軸切面左

4、冠狀動脈根部獲得脈沖多普勒頻譜。
　　 (6)評估心臟收縮功能的指標(biāo)有EF、FS、IVCT。評估心臟收舒張功能的指標(biāo)有IVRT、DT、E/A、E’/A’、E/E’，其中IVRT是測定心臟舒張功能不良的最敏感指標(biāo)。另外可檢測與心功能關(guān)系密切的主動脈和左冠狀動脈根部血流峰速度和血流速度時間積分等指標(biāo)。
　　 (7)超聲檢測胎鼠心臟形態(tài)和功能：E9.5為超聲能觀察到胚胎心臟的最早時間點；E14.5后，可獲得雙心室M型超聲圖像；

5、E15.5為心臟超聲觀察完整四腔心的最佳時間點。
　　 2.MsrA缺失對心臟功能的影響。
　　 (1)超聲結(jié)果顯示，1月齡和年長的MsrA-/-鼠與同年齡WT相比，其活體心臟收縮功能下降，表現(xiàn)為EF、FS下降和LVESD的增大。年長的MsrA-/-鼠還較同齡WT有更大的左室收縮末容積。從1月齡至年長期的成長過程中，WT的心臟收縮功能無顯著變化，而年長期MsrA-/-鼠的心臟收縮功能則明顯下降。
　　 (2)Ms

6、rA-/-鼠的心肌細(xì)胞肌節(jié)收縮功能異常，表現(xiàn)為收縮速度和幅度下降。MsrA-/-鼠的心肌對年齡增大和增高的物理頻率刺激更敏感，主要表現(xiàn)為細(xì)胞肌節(jié)收縮幅度下降更大。MsrA-/-鼠的心肌對氧化應(yīng)激更敏感，表現(xiàn)為H2O2處理后的MsrA-/-鼠心肌細(xì)胞肌節(jié)收縮速度和幅度顯著下降。
　　 (3)MsrA-/-鼠心肌細(xì)胞胞漿Ca2+濃度出現(xiàn)異常，表現(xiàn)為胞漿Fura2比率上升速度和幅度先后下降。MsrA-/-鼠心肌細(xì)胞對年齡增大和增高的物

7、理頻率刺激更敏感，主要表現(xiàn)為胞漿Fura2比率上升幅度顯著下降。MsrA-/-鼠心肌細(xì)胞對氧化應(yīng)激更敏感，表現(xiàn)為H2O2處理后，胞漿Fura2比率上升速度和幅度顯著下降。
　　 (4)MsrA-/-鼠心肌細(xì)胞線粒體對氧化應(yīng)激更敏感，表現(xiàn)為正?；蜓趸瘧?yīng)激后其蛋白氧化水平顯著升高。
　　 3.口服5個月Taurine治療MsrA缺失引起的心臟功能損害。
　　 (1)口服5個月Taurine期間，WT鼠心臟收縮功能呈上

8、升趨勢，但無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；MsrA-/-鼠心臟收縮功能顯著增加(P<0.05)，達(dá)到WT對照鼠心臟功能的相似水平。
　　 (2)Taurine能夠改善因MsrA缺失所致的心肌細(xì)胞收縮功能受損，表現(xiàn)為口服5個月Taurine的MsrA-/-鼠肌節(jié)收縮速度顯著增大(P<0.05)，接近同齡WT鼠的同類指標(biāo)水平，但對肌節(jié)收縮幅度改善不大(P>0.05)。Taurine增大WT和MsrA-/-鼠的肌節(jié)基礎(chǔ)和收縮后長度。Ta

9、urine增強心肌細(xì)胞的抗氧化應(yīng)激能力，表現(xiàn)為口服Taurine5個月的WT或MsrA-/-鼠心肌細(xì)胞經(jīng)H2O2處理后功能無顯著改變。
　　 (3)Taurine能夠改善因MsrA缺失所致的心肌細(xì)胞胞漿Ca2+濃度異常，表現(xiàn)為口服Taurine5個月后的MsrA-/-鼠心肌細(xì)胞Fura2比率上升速度和幅度顯著增大(P<0.05)，該指標(biāo)與同齡WT對照鼠相似。口服Taurine5個月后的WT或MsrA-/-鼠在H2O2處理前后心肌

10、細(xì)胞Fura2比率上升速度和幅度差異無顯著性(P>0.05)，表明Taurine增強心肌細(xì)胞抗氧化能力，(4)Taurine能夠抗氧化從而保護(hù)心肌，表現(xiàn)為與同齡同基因型鼠心肌細(xì)胞相比，口服Taurine5個月后的WT或MsrA-/-鼠心肌細(xì)胞胞漿蛋白氧化水平顯著降低(P<0.05)；線粒體蛋白氧化水平無差異(P>0.05)。用H2O2處理未口服Taurine和口服Taurine5個月的MsrA-/-鼠心肌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)后者抗氧化能力增強，表

11、現(xiàn)為細(xì)胞線粒體蛋白氧化水平顯著降低(P<0.05)。
　　 結(jié)論：
　　 1.高頻心臟超聲技術(shù)是用于實驗室檢測成年鼠和胎鼠心臟形態(tài)和功能的一種安全，可靠，可行并無創(chuàng)的活體操作技術(shù)。
　　 2.在整體動物水平上，MsrA缺失可致心臟收縮功能下降。在細(xì)胞水平上，MsrA缺失可致心肌細(xì)胞肌節(jié)收縮功能下降、胞漿Ca2+濃度出現(xiàn)異常、對氧化應(yīng)激的敏感性增高。MsrA-/-鼠心肌細(xì)胞線粒體蛋白氧化水平增高。
　　 3

12、.Taurine可通過抗氧化作用和調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞肌節(jié)收縮功能和胞漿Ca2+濃度對抗MsrA缺失引起的心臟損傷。Taurine使MsrA-/-鼠心肌細(xì)胞收縮功能更接近于WT鼠、整體心臟功能指標(biāo)與WT鼠無顯著差異。同時Taurine具有抗心肌衰老和抗高頻物理刺激的作用。
　　 4.心肌細(xì)胞線粒體是對氧化應(yīng)激最敏感的細(xì)胞器，在氧化應(yīng)激時首先受累。Taurine能降低心肌細(xì)胞胞漿和線粒體蛋白氧化水平，達(dá)到抗氧化及對抗氧化應(yīng)激產(chǎn)生損害從而保