研究背景:心肌缺血/再灌注(ischemia-reperfusion,I/R)损伤发生机制复杂,目前尚不完全清楚,且缺乏有效的防护措施。因此,明确I/R中心肌细胞死亡的机制是挽救缺血心肌的重点和要点。钙蛋白酶(Calpain)存在于胞浆,是一类非溶酶体类蛋白酶,在再灌注之前,钙蛋白酶无活性,但钙蛋白酶在心肌再灌注过程中被激活可导致心肌损伤;抑制钙蛋白酶活性可显著减轻I/R所致的心肌损伤。然而,I/R中钙蛋白酶激活引起心肌损伤的机制尚未确定。目的:本研究通过对体外培养C57BL/6小鼠心肌细胞进行低氧/复氧(hypoxia and reperfusion,H/R)处理模拟I/R损伤,旨在探索钙蛋白酶与心肌I/R损伤之间的联系,以提出一种新的I/R损伤治疗途径。方法:培养C57BL/6小鼠的心肌细胞,采用低氧/复氧H/R)处理模拟I/R损伤。将细胞分为正常培养组、H/R处理组、钙蛋白酶沉默+H/R组、钙蛋白酶过表达+H/R 组、NLRP3(NLR family,pyrin domain containing 3)沉默+H/R 组、Caspase-1(cysteine-containing aspartate-specific proteases-1)抑制剂(z-VAD-FKM)+H/R 组。H/R 处理完成后,通过qPCR、Western blot等方法检测心肌细胞中的活性氧(ROS)、乳酸脱氢酶(LDH)、细胞的存活率和焦亡率、Calpain、ASC(Apoptosis-associated speck-like protein)、Caspase-1、NLRP3 的表达。结果:与正常培养组相比:H/R后心肌细胞中的ROS、LDH、Caplain、ASC、Caspase-1、NLRP3表达均有明显升高。心肌细胞的焦亡率升高,细胞存活率下降。与H/R组相比:过表达钙蛋白酶后细胞损伤进一步加重,焦亡线管因子表达进一步增加;在沉默钙蛋白酶后可以减轻细胞损伤,降低相关因子的表达。沉默NLRP3和使用Caspase-1抑制剂后,细胞焦亡率下降,但对Caplain无明显影响。结论:钙蛋白酶参与H/R对小鼠心肌细胞焦亡和心肌功能障碍的促进作用;钙蛋白酶的抑制可通过NLRP3/ASC/Caspase-1轴降低H/R诱导的小鼠心肌细胞焦亡。该研究表明抑制钙蛋白酶可能是减轻I/R损伤的治疗途径,这对于改善I/R损伤的治疗和预后具有重要意义。