舒芬太尼对心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌细胞凋亡的抑制作用及其作用机制

doi:10.13481/j.1671-587X.20220213

摘要/Abstract

摘要： 目的

探讨舒芬太尼对心肌缺血再灌注损伤（MIRI）大鼠心肌细胞凋亡及长链非编码RNA（LncRNA）-肺癌转移相关转录本1（MALAT1）靶向细胞外信号调节蛋白激酶1/2（ERK1/2）信号通路的影响，阐明舒芬太尼对MIRI大鼠的可能作用机制。

方法

30只雄性SD大鼠随机分为假手术组、模型组和舒芬太尼组，每组10只。采用结扎左冠状动脉前降支（LAD）的方法制备MIRI模型，假手术组只开胸不结扎，舒芬太尼组大鼠于再灌注前10 min时尾静脉注射舒芬太尼1 μg?kg^－1，假手术组和模型组大鼠分别尾静脉注射等量生理盐水。采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）法及荧光探针原位杂交（FISH）法检测各组大鼠心肌组织中LncRNA-MALAT1表达水平，原位末端标记（TUNEL）染色法检测各组大鼠心肌细胞凋亡率，Western blotting法检测各组大鼠心肌组织中半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）、活化半胱氨酸蛋白酶-3（cleaved-caspase-3）、B细胞淋巴瘤2（Bcl-2）、Bcl-2相关X蛋白（Bax）、ERK1/2和磷酸化ERK1/2（p-ERK1/2）蛋白表达水平。构建心肌细胞缺氧复氧模型模拟体内MIRI，分为对照组、模型组、舒芬太尼组、pcDNA-MALAT1组（MALAT1组）和舒芬太尼+pcDNA-MALAT1组（舒芬太尼+MALAT1组）。H9C2细胞缺氧培养10 h后复氧构建缺氧复氧损伤模型；采用Western blotting法检测各组H9C2细胞中caspase-3、cleaved-caspase-3、Bax、Bcl-2、ERK1/2和p-ERK1/2蛋白表达水平。

结果

动物实验，与假手术组比较，模型组大鼠心肌组织中LncRNA-MALAT1表达水平、心肌细胞凋亡率、cleaved-caspase-3蛋白表达水平和Bax/Bcl-2比值均明显升高（P<0.05），p-ERK1/2蛋白表达水平明显降低（P<0.05）；与模型组比较，舒芬太尼组大鼠心肌组织中LncRNA-MALAT1表达水平、心肌细胞凋亡率、cleaved-caspase-3蛋白表达水平和Bax/Bcl-2比值均明显降低（P<0.05），p-ERK1/2蛋白表达水平明显升高（P<0.05）。细胞实验，与对照组比较，模型组H9C2细胞中cleaved-caspase-3蛋白表达水平和Bax/Bcl-2比值明显升高（P<0.05），p-ERK1/2蛋白表达水平明显降低（P<0.05）；与模型组比较，舒芬太尼组H9C2细胞中cleaved-caspase-3蛋白表达水平和Bax/Bcl-2比值明显降低（P<0.05），p-ERK1/2蛋白表达水平明显升高（P<0.05）；与MALAT1组比较，舒芬太尼+MALAT1组H9C2细胞中cleaved-caspase-3蛋白表达水平和Bax/Bcl-2比值明显降低（P<0.05），p-ERK1/2蛋白表达水平明显升高（P<0.05）。

结论

舒芬太尼能减轻MIRI大鼠心肌细胞凋亡，其作用机制可能与抑制LncRNA-MALAT1表达从而激活ERK1/2信号通路有关。

关键词: 舒芬太尼, 缺血再灌注损伤, 长链非编码RNA, 肺癌转移相关转录本1, 细胞凋亡, 细胞外信号调节蛋白激酶1, 细胞外信号调节蛋白激酶2

Abstract: Objective

To explore the effect of sufentanil on the apoptosis of myocardial cells and the long non-coding RNA-MALAT1 （LncRNA-MALAT1） targeted extracellular signal-regulated kinase 1/2 （ERK1/2） signaling pathway in the myocardial ischemia-reperfusion injury（MIRI） rats， and to clarify the possible mechanism of sufentanil in the MIRI rats.

Methods

Thirty male SD rats were randomly divided into sham operation group， model group and sufentanil group， with 10 rats in each group. The MIRI model was prepared by ligation of the anterior descending branch of the left coronary artery （LAD）. In sham operation group， only thorax of the rats was opened without ligation.The rats in sufentanil group were injected with sufentanil 1 μg?kg^－1 through the tail veins 10 min before reperfusion，and the rats in sham operation group and model group were injected with the same amount of normal saline through the tail veins.The expression levels of LncRNA-MALAT1 in myocardium tissue of the rats in various groups were detected by real-time fluorescence quantitative PCR （RT-qPCR） and fluorescence in situ hybridization （FISH） methods； the apoptotic rates of cardiomyocytes of the rats in various groups were determined by TUNEL method； the expression levels of cysteine protease protein-3 （caspase-3），cleaved cysteine protease protein-3 （cleaved-caspase-3），B-cell lymphoma-2 （Bcl-2）， Bcl-2 associated X protein（Bax），ERK1/2 and phosphorylated ERK1/2 （p-ERK1/2） proteins in myocardium tissue of the rats in various groups were detected by Western blotting method. The hypoxia-reoxygenation model of cardiomyocytes was constructed to simulate the MIRI in vivo， and the experiment was divided into control group， model group， sufentanil group， pcDNA-MALAT1 group （MALAT1 group）， sufentanil+pcDNA-MALAT1 group （sufentanil+MALAT1 group）. The expression levels of caspase-3， cleaved-caspase-3， Bax，Bcl-2， ERK1/2 and p-ERK1/2 in the H9C2 cells were detected by Western blotting method.

Results

The animal experiment results showed that compared with sham operation group， the LncRNA-MALAT1 expression level in myocardium tissue of the rats in model group， the apoptotic rate of cardiomyocytes， the expression levels of cleaved-caspase-3， and the ratio of Bax/Bcl-2 were increased significantly （P<0.05）； the expression levels of p-ERK1/2 proteins were decreased significantly （P<0.05）； compared with model group， the LncRNA-MALAT1 expression level in the myocardium tissue of the rats in sufentanil group， the apoptotic rate of cardiomyocytes， the expression level cleaved-caspase-3，and the ratio of Bax/Bcl-2 were decreased significantly （P<0.05）； the expression levels of p-ERK1/2 proteins were increased significantly （P<0.05）. The cell experiment results showed that compared with control group， the expression level of cleaved-caspase-3 and the ratio of Bax/Bcl-2 in the HPC2 cells in model group were increased significantly （P<0.05）， and the expression levels of p-ERK1/2 proetins were decreased significantly （P<0.05）； compared with model group， the expression level of cleaved-caspase-3 and the ratio of Bax/Bcl-2 in the HPC2 cells in the sufentanil group were decreased significantly （P<0.05）， and the expression levels of p-ERK1/2 proteins were increased significantly （P<0.05）； compared with MALAT1 group， the expression level of cleaved-caspase-3 and the ratio of Bax/Bcl-2 in the HPC2 cells in sufentanil+MALAT1 group were decreased significantly （P<0.05），and the expression levels of p-ERK1/2 proteins were increased significantly （P<0.05）.

Conclusion

Sufentanil can attenuate the apoptosis of cardiomyocytes in the MIRI rats， and its mechanism may be related to the inhibition of LncRNA-MALAT1 to activate the ERK1/2 signaling pathway.

Key words: Sufentanil, Ischemia-reperfusion injury, Long non-coding RNA, Metastasis-associated lung adnecarcinoma transcript 1, Apoptosis, Extracellular signal regulated kinase 1, Extracellular signal regulated kinase 2

中图分类号:

R971.2

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图/表 6

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