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目的：细胞凋亡是缺血再灌注(ischemia-reperfusion, I/R)损伤的重要环节,抑制细胞凋亡可以防止或减轻I/R损伤。文献报道microRNA-21(miR-21)在I/R动物模型表达异常,本研究探讨miR-21在I/R早期表达异常是否与细胞凋亡相关及其可能机制。曲美他嗪(trimetazidine, TMZ)是经典抗缺血药物,本研究还将探讨TMZ在I/R早期抗细胞凋亡作用是否由miR-21及其靶基因介导。方法：1.体内实验：48只SD大鼠随机分为假手术(Sham)、I/R2h、 I/R4h、I/R6h组,每组12只大鼠。Sham组大鼠仅开胸,其余组分别开胸结扎前降支45分钟后再灌注2h、4h、6h。比较各组的细胞凋亡水平及miR-21水平,以Bcl-2/Bax、Caspase-3为心肌细胞凋亡指标。HE染色观察心肌组织形态结构,Westernblot方法检测Bcl-2/Bax、 Caspase-3的蛋白水平,Realtime PCR检测miR-21变化。2.体内miR-21过表达实验：成功构建重组腺相关病毒rAAV9-ZsGreen-pre-miR-21及空白对照病毒,滴度为5.0×1012vg/ml。30只SD大鼠,随机分为①对照组：大鼠转染空白病毒；②miR-21组：大鼠转染rAAV9-ZsGreen-pre-miR-21;③Sham组：大鼠转染空白病毒后开胸；④I/R组：大鼠转染空白病毒后I/R2h;⑤I/R+miR-21组：大鼠转染rAAV9-ZsGreen-premiR-21后I/R2h。以PTEN/AKT通路作为拟验证的miR-21的下游通路。比较过表达miR-21后细胞凋亡水平及miR-21下游通路水平变化。Realtime PCR方法检测miR-21、PTENmRNA水平,免疫组化观察缺血区Bcl-2、Bax、Caspase-3的表达,Westernblot方法检测缺血区凋亡指标水平及下游通路PTEN、 p-AKT的蛋白水平。3.体外实验：用LipofectamineTM2000将30nM,50nM,100nM的miR-21抑制剂(inhibitors)及30nM,50nM,100nM的miR-21模拟物(mimics)转染H9C2细胞,摸索最佳转染浓度。将细胞随机分为①Vehicle Control(VC).②抑制物阴性对照(inhibitors negative control,INC)、③模拟物阴性对照(mimics negative control, MNC)、④缺氧-复氧(hypoxia-reoxygenation,H/R)+VC、⑤H/R+INC、⑥H/R+MNC、⑦H/R+inhibitors、⑧H/R+mimics。H/R处理为低氧培养4小时后常氧培养3小时。比较正、负调控miR-21表达时miR-21、下游通路PTEN/AKT水平及细胞凋亡水平的变化。Realtime PCR检测miR-21, PTENmRNA水平,Westernblot方法检测Bcl-2/Bax, Caspase-3, PTEN, p-AKT的蛋白水平,流式细胞仪检测细胞凋亡。4.体外TMZ抗凋亡实验:H9C2细胞随机分为Control、H/R+Control、 H/R+TMZ组；同时另设H/R+TMZ+INC、H/R+TMZ+inhibitors组。观察TMZ对H/R后细胞miR-21、下游通路PTEN/AKT水平及细胞凋亡水平的影响,进一步观察miR-21表达抑制后上述指标的变化。结果：1.与Sham组比较,I/R2h,4h,6h组大鼠心肌缺血区miR-21进行性降低(P<0.05),抑制凋亡指标Bcl-2/Bax水平降低(P<0.05),促凋亡因子Caspase-3水平逐渐升高(P<0.05)。非缺血区miR-21表达增高(P<0.05)。2.SD大鼠过表达miR-21时PTEN mRNA表达水平未明显变化(P>0.05),但PTEN蛋白水平下降(P<0.01)。与I/R组比较,过表达miR-21使I/R组大鼠miR-21表达升高、PTEN下降、p-AKT水平升高‘(P<0.05),抑制凋亡的Bcl-2/Bax升高、促凋亡因子Caspase-3表达降低(P<0.05)。3.与VC组比较,H/R可使Bcl-2/Bax降低,Caspase-3升高,细胞凋亡率升高(P<0.05)；与H/R+INC组比较,miR-21表达抑制进一步降低Bcl-2/Bax水平,促进Caspase-3表达,细胞凋亡率进一步升高(P<0.05)；与H/R+MNC组比较,miR-21过表达可以升高Bcl-2/Bax水平、抑制Caspase-3水平,降低细胞凋亡率(P<0.05)。4.与H/R+Control组比较, H/R+TMZ组可以升高Bcl-2/Bax.抑制Caspase-3水平,改善细胞凋亡率(P<0.05)；但与H/R+TMZ组比较,抑制miR-21表达则使Bcl-2/Bax降低,Caspase-3升高,细胞凋亡率升高(P<0.05)。结论：1.在I/R早期大鼠心肌缺血区miR-21表达随再灌注时间延长进行性下降,并伴随细胞凋亡进展。2.rAAV9在大鼠心脏可以持久、高效表达,作用安全。3.过表达miR-21可改善心肌细胞凋亡,抑制miR-21表达可促进细胞凋亡。4.miR-21通过PTEN/AKT信号通路调控I/R早期细胞凋亡。5. miR-21/PTEN/AKT部分介导了曲美他嗪的抗凋亡作用。图32幅,表7个,参考文献112篇