線粒體在心肌缺血再灌注損傷與保護(hù)中的重要作用*

楊黃恬，王志華，劉金龍，譚吉良，吳　蘭，陳意雄，姜玉坤(中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院/上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院健康科學(xué)研究所分子心臟學(xué)研究組，上海200025)

線粒體在心肌缺血再灌注損傷與保護(hù)中的重要作用*

楊黃恬△，王志華，劉金龍，譚吉良，吳蘭，陳意雄，姜玉坤
(中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院/上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院健康科學(xué)研究所分子心臟學(xué)研究組，上海200025)

目的:心肌梗死后及時再灌注是挽救缺血心肌必需的步驟，但該過程伴隨著再灌注損傷。缺血/再灌注(I/R)造成的線粒體Ca2 +(［Ca2 +］m)超載、活性氧(reactive oxygenspecies，ROS)大量釋放以及線粒體膜通透性通道(mitochondrial permeability transition pore，MPTP)，并導(dǎo)致線粒體嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)和功能破壞，是心肌細(xì)胞I/R損傷的主要原因。因此尋找保護(hù)線粒體的關(guān)鍵靶點(diǎn)，對于深入理解I/R導(dǎo)致心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能損傷機(jī)制，進(jìn)而提出心肌保護(hù)的新策略至關(guān)重要。本實驗旨在探討多種心肌保護(hù)措施對I/R心肌的線粒體保護(hù)作用及其機(jī)制。方法:利用大鼠離體心臟全心I/R模型和成體心肌細(xì)胞模擬I/R模型，結(jié)合基因的遺傳學(xué)操作，探討間歇性低壓低氧(intermittent hypobaric hypoxia，IHH)和過氧化氫預(yù)處理(hydrogen peroxide preconditioning，H2O2PC)對心肌線粒體的保護(hù)作用。利用Rhod-2、MitoSOX和TMRE熒光染料分別實時監(jiān)測線粒體［Ca2 +］m超載、線粒體ROS的釋放和線粒體膜電位(mitochondrial membrane potential，ΔΨm)的變化。分離缺血前和再灌注后活體心肌組織的線粒體，檢測線粒體膜電位、耗氧率、ROS釋放量及三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)合成酶活性。結(jié)果: IHH可以通過ROS降低［Ca2 +］m超載，改善心肌I/R損傷后線粒體的膜電位、耗氧率、ATP合成酶活性及心肌ATP含量的降低，進(jìn)而改善心肌I/R后心功能，減少心肌梗死面積。此外，H2O2PC在I/R過程中通過UCP3降低［Ca2 +］m超載及防止ΔΨm喪失，進(jìn)而改善心肌I/R后心功能，減少心肌梗死面積。本研究揭示了線粒體在心肌I/R損傷和保護(hù)中的重要地位和調(diào)控機(jī)制，為解釋IHH和H2O2PC心肌保護(hù)作用的機(jī)理提供新視角，并為缺血性心臟病的臨床治療提供新的實驗證據(jù)。

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(No.2012CB518203) ;國家科技重大新藥創(chuàng)制專項(No.2012ZX09501001-001) ;國家自然科學(xué)基金資助項目(No.81170119)

△Tel: 021-54923281; E-mail: htyang@sibs.ac.cn