论文部分内容阅读
背景:随着糖尿病心肌病(diabeticcardiomyopathy,DCM)发病率的增加,其产生机制也被更多的研究者关注。高糖作为糖尿病的基础病理改变,其诱导的心肌成纤维细胞(cardiacfibroblast,CFs)的过度增殖、表型转化以及细胞外基质(extracellularmatrixc,ECM)的分泌失衡,是DCM心肌间质纤维化的主要病理基础。其中,CFs的表型转化是这一系列病理过程的中心环节。CFs被刺激后可表达α-平滑肌肌动蛋白(α-smoothmuscleactin,α-SMA)即转化为肌成纤维细胞(myofibroblast,MFB)。MFB是ECM的合成、分泌的直接效应细胞。ECM主要由CFs和MFB分泌,其中Ⅰ型胶原(CollagetypeⅠ)所占比例的改变可以直接影响心肌顺应性。作为TGF-β超家族中跨膜Ⅰ型受体成员的一种,活化素受体样激酶7(activinreceptor-likekinase-7,ALK7)可以通过结合不同配体来精确调控细胞核内的基因表达,调节CFs的表型转变以及Ⅰ型胶原的合成。细胞外高糖是一种已知可以有效刺激CFs表型转化及合成Ⅰ型胶原的因素。而且在其他一些器官和细胞的研究中已证实高糖可以上调ALK7及其激活性配体的表达。但ALK7是否在CFs中表达以及在高糖诱导的心肌间质纤维化进程中的作用仍未被研究。
目的:本研究使用高糖培养基培养心肌成纤维细胞,观察心肌成纤维细胞表型变化及其合成Ⅰ型胶原的变化,同时观察ALK7在高糖的表达情况,探讨ALK7在CFs中的表达特点;ALK7siRNA抑制ALK7表达后再次观察高糖对CFs表型变化及胶原合成的影响,探讨ALK7在高糖诱导的心肌成纤维细胞表型转化以及Ⅰ型胶原合成中的作用。
方法:体外培养Wistar大鼠肌成纤维细胞,免疫荧光法观察成纤维细胞表型转化,实时聚合酶链式反应(RT-PCR)法检测心肌成纤维细胞表达ALK7和Ⅰ型胶原mRNA水平,酶联免疫吸附剂测定(ELISA)法检测心肌成纤维细胞分泌Ⅰ型胶原水平,蛋白质印迹法(Western-blot)法测定心肌成纤维细胞表达ALK7蛋白水平;siRNA抑制ALK7表达,再次观察高糖对CFs表型转化及ALK7、Ⅰ型胶原合成的影响。
结果:1.CFs在高糖环境中表达α-SMA,转化为MFB;2.高糖条件可诱导心肌成纤维细胞表达Ⅰ型胶原mRNA并分泌Ⅰ型胶原蛋白的量明显增加(P<0.05);3.高糖条件下,CFs上调ALK7mRNA的转录及其蛋白的表达水平(P<0.05);4.设计针对ALK7的siRNA,脂质体转染成纤维细胞,siRNA抑制细胞表达ALK7后,高糖诱导心肌成纤维细胞的表型转化及表达Ⅰ型胶原mRNA与蛋白的作用下降(P<0.05)。
结论:1.高糖可以诱导CFs转化成为MFB,并促进上述两种细胞合成Ⅰ型胶原;2.CFs可微量表达ALK7,在细胞外高糖的诱导下可上调ALK7的表达。3.ALK7参与了高糖所诱导的CFs表型转化及合成Ⅰ型胶原的代谢过程,是调控心肌间质纤维化进程中信号转导通路的重要组成部分。