姜黄素对小鼠心脏发育相关基因表达的影响及其表观遗传调控机制

目的阐明姜黄素对心脏发育相关基因GATA4,MEF2C和Nkx2.5表达的影响,探讨其表观调控机制。方法姜黄素处理新生鼠心肌细胞后,分别用ELISA,Western blot,real time RT-PCR和染色质免疫沉淀(ChIP)检测组蛋白乙酰化酶活性,组蛋白H3乙酰化修饰状态,GATA4,MEF2C和Nkx2.5的表达和启动子区域组蛋白乙酰化水平。结果 30μmol/L姜黄素作用24 h能有效降低心肌细胞中组蛋白乙酰化酶活性和组蛋白H3的乙酰化修饰状态,GATA4,MEF2C和Nkx2.5的表达水平明显降低(分别为0.34±0.017,0.26±0.04和1.05±0.12)(P<0.05),启动子区域组蛋白乙酰化修饰水平明显降低(分别为1.75±0.67,2.13±0.99和1.29±0.40)(P<0.05)。结论启动子区域组蛋白乙酰化修饰状态降低导致染色质构型紧密,可能为姜黄素抑制GATA4,MEF2C和Nkx2.5表达的调控机制之一。

Oct-4表达下调促大鼠骨髓多能成体祖细胞向心肌分化

目的:明确骨髓多能成体祖细胞(Bonemarrowmultipotentadultprogenitorcells,MAPCs)体外向心肌特异性分化及其与八聚体结合转录因子4(Octamer-bindingtranscription factor-4,Oct-4)表达的相关性。方法:将大鼠骨髓中分离出的MAPCs,在无血清培养基中连续培养35 d,采用5-氮杂胞苷(5-azacytidine,5-aza,1μmol/L)诱导24 h促使其向心肌细胞分化。结果:MAPCs在5-aza诱导的24 h后早期心脏特异性基因NKx2.5与GATA-4的mRNA水平显著增加,Western blot和免疫荧光染色显示心肌特异性蛋白Connexin-43与肌钙蛋白Ⅰ在5-aza诱导后的7 d开始表达,流式细胞分析表明在35 d后超过37%的细胞为肌钙蛋白Ⅰ阳性;同时实时定量聚合酶链反应、Western blot、免疫荧光染色和流式细胞技术检测到未分化的MAPCs高表达特异性干细胞标志物Oct-4,但在心肌分化过程中其表达明显下降。结论:MAPCs在5-aza诱导后能够有效地分化为心肌样细胞,并与Oct-4的表达下调相关。

姜黄素干预乙醇对心肌祖细胞H3K9的高乙酰化失衡及心脏发育相关基因表达异常

目的:探讨乙醇对心肌祖细胞毒性作用的表观遗传机制。方法:以心肌祖细胞株为研究对象,用200mmol/L乙醇和溶解于该浓度乙醇的不同浓度姜黄素(5μmol/L,15μmol/L,25μmol/L)处理。Western blot检测组蛋白H3K9乙酰化水平,筛选出姜黄素的有效干预浓度,实时定量PCR检测心脏发育相关基因GATA4,Mef2c,Tbx5mRNA表达量的变化。结果:200mmol/L乙醇使组蛋白H3K9乙酰化水平升高2.76倍(P<0.05),同时使心脏发育相关基因GATA4,Mef2c,Tbx5表达均增加,其中GATA4,Mef2c较对照组有统计学差异(P<0.05)。5μmol/L、15μmol/L姜黄素分别使组蛋白H3K9乙酰化水平升高2.22、1.58倍(P<0.05);25μmol/L姜黄素使组蛋白H3K9乙酰化水平降至对照组水平,同时使心脏发育相关基因GATA4,Mef2c,Tbx5表达较乙醇组均下降,且与对照组无差异(P>0.05)。结论:姜黄素可干预乙醇对心肌祖细胞的高乙酰化失衡以及进而发生的相关基因的表达异常,可为了解乙醇致畸的机制以及临床预防先天性心脏病提供新的思路。

姜黄素对小鼠胚胎心脏发育中Tbx5表达的影响

目的探讨组蛋白乙酰化酶p300抑制剂姜黄素对小鼠胚胎心脏早期发育转录因子Tbx5表达的影响。方法取清洁级健康成年昆明小鼠,雌雄合笼,受孕成功后于妊娠期第7.5天(E7.5)开始腹腔注射姜黄素75 mg.kg-1.d-1,分别在胚胎心脏发育不同时间点(E11.5、E14.5和E17.5)断颈处死孕鼠,取胎鼠心脏,提取RNA,实时荧光定量(RT)-PCR检测Tbx5的表达。同时设立二甲基亚砜(DMSO)组(腹腔注射相同剂量DMSO)和空白对照组(不做任何处理)作为对照。结果 1.E11.5时,姜黄素组、DMSO组和空白对照组Tbx5的表达水平分别为2.06±0.16、1.08±0.13和1.08±0.18,姜黄素组Tbx5表达较空白组升高1.90倍,差异有统计学意义(P<0.05)。2.E14.5时,姜黄素组、DMSO组和空白组Tbx5的表达水平分别为1.21±0.08、0.71±0.04和0.64±0.10,姜黄素组Tbx5表达较空白组升高1.88倍,差异有统计学意义(P<0.05)。3.E17.5时,姜黄素组、DMSO组和空白对照组Tbx5的表达分别为1.09±0.07、0.79±0.06和0.75±0.06,姜黄素组Tbx5表达较空白组升高1.45倍,差异有统计学意义(P<0.05)。结论姜黄素能透过胎盘,升高小鼠胚胎心脏早期发育转录因子Tbx5的表达。

Akt信号通路在紫绀型先天性心脏病患儿心肌慢性缺氧适应中的作用

目的:探讨Akt信号通路在紫绀型先天性心脏病患儿心肌慢性缺氧适应中的意义。方法:收集紫绀型和非紫绀型先天性心脏病患儿共50例,其中紫绀型26例(紫绀组),动脉血氧饱和度(SaO2)60%～89%;非紫绀型24例(非紫绀组),SaO2>95%,均不伴肺动脉高压[肺动脉收缩压<30mmHg(1mmHg=0.133kPa)]。心脏外科手术体外循环前留取右心耳组织,应用Western blot方法检测心肌组织蛋白激酶B(总Akt)和磷酸化蛋白激酶B(Ser473P-Akt)表达水平,免疫组织化学技术检测心肌组织总Akt和Ser473 P-Akt蛋白表达部位与水平。结果:与非紫绀组相比,紫绀组患儿心肌组织Ser473P-Akt蛋白表达水平明显增高(P<0.01),而2组患儿总Akt蛋白表达水平差异无统计学意义(P>0.05)。紫绀组患儿心肌组织Ser473P-Akt蛋白大部分表达在心肌细胞的胞质,胞核亦有微弱表达,而非紫绀组心肌细胞则无明显Ser473P-Akt蛋白表达。2组患儿总Akt蛋白绝大部分也表达在心肌细胞的胞质,胞核亦有微弱表达,但表达部位和水平差异无统计学意义。紫绀组患儿心肌组织Ser473 P-Akt蛋白表达水平与患儿术前SaO2呈负相关(r=-0.771,P<0.01)。结论:Akt信号通路激活可能是紫绀型先天性心脏病患儿心肌慢性缺氧适应的重要信号调控机制之一。