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碘化N-正丁基氟哌啶醇(N-n-butyl haloperidol iodide,F2)是我们实验室在氟哌啶醇(haloperidol,Hal)的基础上改造合成的一种新型钙拮抗剂。前期研究发现,F2无论是对整体的心肌缺血再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)损伤还是对离体的心肌细胞缺氧/复氧(hypoxia/reoxygenation,H/R)损伤均有保护作用,其作用机制可能与阻断心肌细胞细胞膜上L-型钙通道,拮抗心肌细胞钙超载,抑制早期生长反应基因-1(early growth response gene-1,Egr-1)过表达有关。自噬是细胞内溶酶体依赖地分解代谢损伤的蛋白和细胞器的过程,在清除细胞质中功能紊乱的成份中发挥着重要的作用,它的主要功能是通过调节细胞存活和死亡途径维持细胞自身稳态。近年来,越来越多的报道认为自噬与心肌I/R损伤密切相关,过度的自噬可加重心肌I/R损伤。因此,使用H9c2心肌细胞建立心肌细胞H/R损伤模型,观察心肌细胞 H/R过程中自噬的变化。随后,采用自噬抑制剂和激动剂观察心肌细胞H/R损伤的变化,明确自噬在心肌细胞H/R损伤中的作用。观察F2对H/R诱导的心肌细胞自噬的影响,进一步探讨和明确F2抗心肌细胞H/R损伤的分子机制。 方法: 1.培养的H9c2心肌细胞换用被高纯度的氮气饱和30min的缺氧液,置于密闭且充满高纯度氮气的缺氧盒中,37℃培养箱中缺氧培养1h,随后换用正常培养基,置于37℃、饱和湿度、5%CO2培养箱中继续培养3h,造成H/R损伤。 2. MTT法测定心肌细胞存活率、比色法测定细胞上清液中乳酸脱氢酶(lac tate dehydrogenase,LDH)的漏出,以反映心肌细胞损伤的程度;Annexin V-FITC/PI双染法检测心肌细胞早期凋亡和晚期凋亡、蛋白免疫印迹法检测Bcl-2、Bax、cyto C以及cleaved caspase-3蛋白表达的变化,比色法检测caspase-3活性,以反映H/R所致心肌细胞凋亡程度。 3. MDC染色观察酸性自噬泡结构、TEM观察细胞超微结构、蛋白免疫印迹法检测LC3、P62、Atg5以及Beclin1蛋白表达的变化、定量PCR检测自噬相关基因Atg5、Beclin1 mRNA的表达,以反映H/R所致的心肌细胞自噬。 4.蛋白免疫印迹及RNA干扰研究自噬信号通路。 结果: 1.F2能减轻心肌细胞H/R损伤,使细胞存活率升高,LDH漏出减少,ca spase-3活性降低,凋亡程度减轻。 2.蛋白免疫印迹技术发现,自噬经典抑制剂3-甲基嘌呤(3-MA)抑制H/R诱导的心肌细胞自噬,减少细胞凋亡的发生;而激动剂Rapa myc in能促进心肌细胞自噬,加重细胞凋亡的发生。 3.MDC染色、透射电子显微镜(TEM)及蛋白免疫印迹等实验发现,F2能抑制H/R诱导的心肌细胞自噬。 4.定量PCR及蛋白免疫印迹发现,F2能抑制H/R后自噬相关基因Atg5、Beclin1 mRNA及蛋白的表达。 5.蛋白免疫印迹及siRNA干扰技术发现,沉默MIF可减少H/R诱导的自噬,增加p-mTOR蛋白的表达;F2通过MIF/mTOR信号通路抑制H/R诱导的心肌细胞自噬。 结论: 1.抑制H9c2心肌细胞H/R过程中自噬的发生,进而能够减轻H/R诱导的心肌细胞凋亡;F2抑制H/R诱导的H9c2心肌细胞自噬-凋亡,这是其抗心肌缺血再灌注损伤重要机制。 2.F2抑制H/R诱导的自噬与ATGs相关,属典型自噬。 3.F2通过调控MIF/mTOR信号通路抑制H/R诱导的细胞自噬。