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第一部分:宫内高雄激素暴露大鼠模型的建立及子代大鼠心脏结构和功能学检测研究目的:研究宫内高雄激素暴露对子代大鼠心脏结构和功能的影响。研究方法:宫内高雄激素暴露大鼠模型的建立。随机选取10只孕鼠对照组,于妊娠15-19天每日颈背部皮下注射玉米油0.5mg/kg/day;另选取10只孕鼠为高雄激素暴露组,于妊娠15-19天每日颈背部皮下注射丙酸睾酮油0.5mg/kg/day,两组均连续注射药物5天,在用药期间密切观察孕鼠的精神、饮食和活动情况等。分别检测两组的雌性和雄性子代大鼠8W、16W和24W的体重、心脏重量、和心脏重量/体重比。心脏HE染色检测左室壁厚度和室间隔厚度。WGA染色检测心肌细胞横断面面积。PSR染色检测心肌间质纤维化情况。高分辨小动物超声成像系统进行心脏超声检测,分别检测两组子代雌性和雄性大鼠的心脏功能。用ELISA试剂盒分别检测孕鼠及出生子代雌性大鼠8W、16W和24W的血清睾酮、双氢睾酮和雌激素水平。研究结果:宫内高雄激素暴露组子代雌鼠的体重自1W-7W显著低于对照组,子代雌性大鼠体重从8W开始至24W均实现追赶性生长。子代雄性大鼠的体重自1W-6W显著低于对照组,子代雌性大鼠体重从7W开始至24W均实现追赶性生长。宫内高雄激素暴露组子代雌鼠和雄鼠的心脏质量和心脏重量/体重比均在16W开始显著高于对照组,24W时这种表现更为明显。HE染色显示雌鼠和雄鼠的左心室壁厚度和室间隔厚度均在16W开始显著高于对照组,24W时表现更为明显。HE和WGA染色显示雌鼠和雄鼠的心肌细胞横断面面积在16W开始高于对照组,差异具有统计学意义,24W时这种表现更为明显。心脏超声显示:宫内高雄激素暴露组雌鼠和雄鼠的舒张期左室后壁厚度和舒张期室间隔厚度在16W和24W均显著高于对照组,差异具有统计学意义;宫内高雄激素暴露组雌鼠和雄鼠在16W时就出现左心室射血分数和短轴收缩率均显著低于对照组,出现统计学意义上的降低,左心室射血分数和短轴收缩率显著低于对照组的趋势在24W时表现更为明显。宫内高雄激素暴露组雌性和雄性大鼠均在24W血压达到高血压标准,并显著高于对照组。两组子代雌性和雄性大鼠在出生后8W、16W和24W的血清睾酮、双氢睾酮和雌二醇水平之间均无统计学差异。结论:宫内高雄激素暴露可以导致子代大鼠发生高血压,心肌肥厚和心功能下降。心肌肥厚独立于高血压的发生。第二部分:宫内高雄激素暴露子代大鼠心肌肥厚相关基因表达情况研究目的:研究宫内高雄激素暴露子代雌性大鼠的心肌肥厚相关基因的表达变化情况,探究宫内高雄激素暴露子代大鼠的心肌肥厚的机制。研究方法:取两组雌性子代大鼠心脏组织,采用Trizol法提取总RNA,应用逆转录试剂盒对RNA进行逆转录,SYGR-Green法行实时定量PCR检测两组大鼠心脏组织的心肌肥厚相关基因的表达情况。用RIPA蛋白裂解液提取总蛋白,运用Wstern blot检测两组大鼠心脏组织相关基因蛋白表达情况。研究结果:两组大鼠的心肌肥厚分子标志物ANP和BNP、心肌间质纤维化分子标志物Colla1和Co13a1、雌激素受体Esr1和Esr2基因表达水平差异均无统计学意义。宫内高雄激素暴露组子代雌性大鼠在16W时,AR、PKC δ和Myh7(心肌肥厚分子标志物)基因水平表达明显高于对照组,差异具有统计学意义。宫内高雄激素暴露组子代雌性大鼠在24w时心脏组织中的BNP、Myh7、colla1、AR和PKC δ基因表达水平显著高于对照组。24w时,宫内高雄激素暴露组子代雌性大鼠心脏组织中的AR、PKC δ和Myh7蛋白水平表达均显著高于对照组,差异具有统计学意义。结论:心肌组织中的AR表达增加在宫内高雄暴露导致子代大鼠心肌肥厚可能发挥着重要的调控作用。心脏组织中PKCδ表达增加可能在宫内高雄暴露导致子代大鼠心肌肥厚发生中发挥重要作用。第三部分:高雄激素暴露对心肌细胞大小的影响及机制研究研究目的:通过构建体外高雄激素暴露细胞模型探讨AR,PKC δ对心肌细胞大小的影响和机制。研究方法:构建高雄激素暴露心肌细胞模型。分离原代心肌细胞,接种24小时后,分别予以原代心肌细胞下面三种不同的处理:(1)第一组,不同浓度的DHT 包括 1nM/L,5nM/L,10nM/L,50nM/L和 100nM/L,与细胞共同培养3天备用总RNA和蛋白提取;(2)第二组,分别给予以下处理:二甲基亚砜(DMSO)作为对照,DHT(50nM),氟他胺(Flutamide,0.1 μM)和 DHT 联合氟他胺处理,第一批细胞共培养1天后,予4%多聚甲醛处理备用细胞免疫荧光;第二批细胞共培养48h后用于提取RNA和蛋白;第三部分细胞共培养3天后备用于染色质免疫共沉淀(Chip)实验。(3)第三组,分别予以原代心肌细胞以下药物处理:DMSO,佛波醇(PMA,0.2 μM),卡马拉素(rottlerin,0.1 μM),DHT(1μM),PMA(0.2 μM)和 rottlerin(0.1 μM),DHT(1μM)联合PMA(0.2 μM)和rottlerin(0.1 μM),共培养24h后用4%多聚甲醛固定备用于细胞免疫荧光。另外一部分共培养细胞72h后用于提取RNA和蛋白。Western blot法检测不同药物处理后心肌细胞的AR,PKCδ和Myh7的蛋白表达情况。RT-PCR法检测不同药物处理后心肌细胞的AR,PKCδ和Myh7的基因表达情况。免疫荧光观察不同药物处理后心肌细胞的大小。Chip检测AR和PKCδ启动子区的结合情况。研究结果:DHT是以浓度依赖性方式上调原代心肌细胞中AR,PKCδ和Myh7的蛋白水平。DHT不仅可以增加原代心肌细胞内PKC δ和Myh7的mRNA和蛋白质水平,而且还可以显著增加了心肌细胞的大小。而AR抑制剂氟他胺可以显著减轻DHT引起的细胞肥大和降低由DHT引起的原代心肌细胞的PKC δ和Myh7表达的增加。生物信息学预测PKC δ基因启动子区域有6个AR结合位点,ChIP结果分析显示,与对照组相比,当用DHT处理原代心肌细胞时,AR特异性抗体明显可以富集PKC δ基因启动子上的序列ARE1、ARE2、ARE5和ARE6的DNA片段,富集量分别是对照组的11倍,60倍,10倍和26倍,氟他胺可以明显减少由DHT引起的片段的富集。DHT、PMA和DHT联合PMA均可以引起心肌细胞肥大,细胞大小分别是对照组的1.6倍和1.8倍和1.6倍,rottlerin显著降低由DHT引起的Myh7蛋白水平的增加(29.2%vs DHT),PMA上调引起的Myh7蛋白表达水平增加(53.1%vs DHT),DHT联合PMA上调引起的Myh7蛋白表达水平增加(49.1%vs DHT)。结论:外源性DHT刺激心肌细胞可以引起心肌肥厚相关基因表达增加。AR抑制剂可能通过下调PKC δ的表达从而减轻DHT引起的心肌细胞肥大,PKC δ可能是AR下游的靶标。DHT可能通过AR结合PKC δ基因上游的启动子区正向调控PKC δ的转录。PKC δ可以调控心肌细胞生长。