电针刺激内关穴对模拟失重大鼠心脑血管氧化应激的影响

目的 探讨电针刺激内关穴对模拟失重大鼠心脑血管氧化应激水平的影响。 方法 30只雄性SD大鼠随机分为尾吊组、穴位刺激尾悬吊组和对照组,尾吊组和穴位刺激尾吊组大鼠均头低位-30°尾吊7 d,穴位刺激尾吊组大鼠需进行每天30 min的电针刺激内关穴,对照组不做任何处理。三组均在7 d后测量血清、心脏组织、脑组织、颈动脉及股动脉的超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）含量。 结果 尾悬吊后大鼠血清及各血管组织中SOD含量显著低于对照组,MDA含量则显著高于对照组（P<0.05）。给予电针刺激后,穴位刺激尾悬吊组大鼠SOD和MDA含量与对照组相比无显著差异。 结论 电针刺激大鼠内关穴可减轻7 d尾悬吊模拟失重效应所产生的心脑血管氧化应激。     

两周模拟失重大鼠脑动脉平滑肌细胞CaL电流的变化

目的观察模拟失重2周后,大鼠脑动脉血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells,VSMCs）L型电压依赖性钙离子通道（L-type voltage dependent calcium channel,CaL）功能的改变,以及钙通道激动剂BayK8644对通道电流的影响。方法以尾部悬吊大鼠模型模拟失重的影响。采用全细胞膜片钳记录模式,以Ba2+作为载流子,记录2周模拟失重后大鼠脑动脉VSMCs的CaL电流及钙通道激动剂Bay K 8644对其的影响,并测定相应的稳态激活与失活曲线及有关参数。结果与对照组相比,模拟失重2周后悬吊组大鼠已出现了典型的模拟失重效应,悬吊组大鼠脑动脉VSMCs的CaL的电流密度显著增加（P<0.05）,且对钙通道激动剂Bay K 8644更敏感（P<0.05）。此外,与对照组相比,悬吊组大鼠脑动脉VSMCs的膜电容与接入电阻、CaL稳态失活曲线和稳态激活曲线等通道动力学特征无显著性改变。结论模拟失重2周可引起大鼠脑动脉平滑肌细胞CaL通道功能增强,这可能是模拟失重导致大鼠脑动脉血管收缩反应性增强的因素之一。     

内源性sestrin2参与抑制心肌梗死后内质网应激所诱导细胞凋亡

目的 探讨sestrin2在心梗（MI）后内质网应激中的变化及作用。 方法 结扎大鼠前降支制作MI模型建立MI组,仅开胸建立Sham组;应用衣霉素刺激新生大鼠心肌细胞建立细胞内质网应激模型（衣霉素组）应用磷酸盐缓冲溶液（PBS）为对照组。原位切口末端标记法（TUNEL）评估组织水平细胞凋亡,流式细胞仪检测细胞凋亡率。蛋白免疫印迹法检测葡萄糖调节蛋白（GRP）78、CCAAT-增强子结合蛋白（CHOP）、sestrin2表达水平。 结果 与Sham组相比,MI大鼠心脏组织中内质网应激激活,GRP 78及CHOP表达水平增加（均P < 0.01）,心肌细胞凋亡增加（P < 0.01）,伴随内源性sestrin2蛋白表达水平上调（P < 0.01）。与对照组相比,衣霉素刺激新生大鼠心肌细胞激活内质网应激,GRP 78及CHOP蛋白表达水平增加（P < 0.01,P < 0.05）,心肌细胞凋亡表型增加（P < 0.01）。在此基础上,转染sestrin2-siRNA抑制心肌细胞sestrin2表达后,CHOP蛋白表达上调（P < 0.05）,心肌细胞凋亡增加（P < 0.05）。 结论 内源性sestrin2参与抑制心肌缺血后内质网应激诱导心肌细胞凋亡。     

模拟失重大鼠胸主动脉平滑肌细胞凋亡的变化及间断性人工重力对抗的影响

目的:观察模拟失重大鼠胸主动脉平滑肌细胞凋亡的变化及间断性人工重力对其影响。方法: 将27只SD大鼠随机分为3组（每组9只）,即对照组(CON)、模拟失重组(SUS)及站立对抗组(STD)。以尾部悬吊大鼠模拟失重3周,同期每天悬吊23 h、站立1 h模拟间断性人工重力对抗的效果。用TUNEL染色法检测SUS组、同步对照(CON)组及STD组大鼠胸主动脉平滑肌细胞的凋亡情况;用Western blot法检测各组大鼠胸主动脉组织中Bad、FasL及Caspase-3蛋白表达的变化。结果: 与CON组比较,SUS组大鼠胸主动脉平滑肌细胞TUNEL染色阳性的细胞明显减少(P<0.01);STD组TUNEL染色阳性的细胞较CON组及SUS组显著增加（P<0.01）。SUS组Bad的表达较CON组和STD组显著减少（P<0.05）,STD组Bad的表达较CON组有增加的趋势,但无统计学差异。SUS组FasL及Caspase-3的表达较CON组显著降低(P<0.05);STD组FasL及Caspase-3的表达较CON组及SUS组显著增高(P<0.01)。结论: 模拟失重可减少大鼠胸主动脉平滑肌细胞凋亡,每日1 h的-Gx对抗可使胸主动脉平滑肌细胞的凋亡增加,提示血管组织平滑肌细胞的凋亡在失重引起的动脉血管适应性重构中可能发挥重要作用。     

短期模拟失重可引起大鼠视交叉上核中枢时钟基因的表达异常

目的 探讨1周模拟失重对大鼠生物钟中枢时钟基因表达影响。 方法 采用尾悬吊后肢去负荷模型模拟太空微重力环境，48只雄性SD大鼠随机均分为对照（control，CON）组和尾悬吊（tail-suspension，SUS）组。两组大鼠在相同的光照环境下（08:00～20:00）饲养。蛋白印迹实验检测大鼠视交叉上核（suprachiasmatic nucleus，SCN）内时钟基因（Per2，Bmal1）以及钙通道Ca_v1.2蛋白在不同时间点的表达水平，同时采用实时定量PCR技术检测不同时间点SCN中Per2，Bmal1的转录水平。 结果 与CON组相比，短期模拟失重引起大鼠SCN中时钟基因Per2和Bmal1 mRNA转录和蛋白表达下降（P<0.05），且波动幅度发生显著降低。此外，与对照组相比，模拟失重使得SUS组大鼠SCN中Ca_v1.2蛋白表达发生了明显上升（P<0.05）。 结论 短期模拟失重可引起大鼠时钟基因表达异常，这可能是模拟失重引起机体发生病理性改变的机制之一，也为重力变化信号直接转化为时间节律信号提供了直接的证据。     

谷氨酰胺对模拟失重大鼠心脏氧化应激的影响

目的 探讨谷氨酰胺（Gln）对模拟失重大鼠心脏氧化应激的影响。 方法 利用尾部悬吊方法建立大鼠模拟失重模型,将18只成年雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为3组:对照（Control）组、尾部悬吊（HU）组和尾部悬吊+Gln干预（HU + Gln）组。尾吊4周后,超声检测大鼠心脏功能,免疫荧光法检测心肌组织内二氢乙锭（DHE）标记的超氧阴离子含量,试剂盒测定心肌组织中丙二醛（MDA）、谷胱甘肽（GSH）和过氧化氢（H₂O₂）的含量。分离原代乳鼠心肌细胞和成年大鼠心肌细胞,均分为以下4组:对照（Control）组,Gln干预（Gln）组,H₂O₂处理（H₂O₂）组和H₂O₂处理+Gln干预（H₂O₂ + Gln）组。采用流式细胞术检测乳鼠心肌细胞的凋亡。检测成年大鼠心肌细胞中MDA和GSH含量,并通过对心肌细胞内Ca2+进行fluo-4染色,在共聚焦显微镜下对心肌细胞的收缩功能进行测量。 结果 与Control组相比,HU组心肌组织中DHE染色荧光强度、MDA和H₂O₂含量显著增加（P均<0.01）,GSH含量显著降低（P <0.01）,提示HU可导致心肌组织氧化应激增强;而Gln干预可降低HU大鼠心肌组织中DHE染色荧光强度、MDA和H₂O₂含量（P均<0.05）,并增加GSH含量（P <0.05）。HU组大鼠的左室射血分数（EF）、缩短分数（FS）和心排出量（CO）均显著低于Control组（P均<0.05）,而Gln干预可使HU大鼠心脏EF、FS和CO显著增加（P 均<0.05）。对于原代培养的乳鼠心肌细胞,给予Gln可显著抑制H₂O₂所致的心肌细胞凋亡（P <0.01）。对于成年大鼠心肌细胞,给予Gln可减轻H₂O₂处理所致的心肌细胞氧化应激（P <0.05）,并且增强H₂O₂处理降低的心肌细胞缩短幅值（P <0.01）和Ca2+瞬变幅度（P <0.05）。 结论 Gln通过减轻模拟失重大鼠心脏的氧化应激损伤改善心脏功能,其机制可能与促进心肌细胞GSH合成有关。     

模拟失重可通过BKCa信号调控大鼠肠系膜小动脉血管功能的昼夜节律变化

目的 探讨模拟失重对大鼠肠系膜小动脉舒张功能昼夜节律的影响以及血管舒张调控分子大电导钙激活钾离子（BK_Ca）信号的时间节律特征。 方法 采用1周尾部悬吊大鼠模型,检测大鼠肠系膜小动脉的舒张功能,继而在一天24 h内不同的6个授时因子时间点（Zeitgeber time,ZT)（ZT 0、4、8、12、16和20）以膜片钳电生理学方法记录BK_Ca通道的全细胞电流,以Western blot分析和RT-PCR检测BK_Ca通道a亚基的蛋白和mRNA表达水平。 结果 对照组大鼠肠系膜小动脉的舒张功能表现为白天升高（ZT4,中午12:00）、夜晚（ZT16,凌晨12:00）降低的趋势;而悬吊组大鼠后肠系膜小动脉舒张功能在白天与夜晚均显著下降（P < 0.05）,且其昼夜波动幅度明显降低（P < 0.05）。对照组大鼠肠系膜小动脉血管平滑肌细胞BK_Ca通道电流密度、a亚基的蛋白与mRNA表达水平均呈现“昼高夜低”的节律特征;而悬吊组可显著降低BK_Ca通道在白天与夜晚的电流密度、a亚基的蛋白与mRNA表达水平,而且其通道活性和蛋白表达的昼夜波动幅度也显著降低（均P < 0.05）,但mRNA表达水平的昼夜波动幅度没有明显变化,提示存在转录后修饰调控。 结论 模拟失重可通过BK_Ca信号调控大鼠肠系膜小动脉血管的昼夜节律变化,深入研究BK_Ca通道昼夜节律特征,对揭示航天飞行后心血管功能失调和血管疾病的发生机制均有深远的意义。     

间断人工重力改善模拟失重所致血脑屏障通透性增大

目的 研究模拟失重对大鼠海马区域血脑屏障通透性的影响，以及间断人工重力的改善作用及其可能机制。 方法 八周龄雄性SD大鼠随机分为对照组（CON）、尾吊组（SUS）及间断人工重力组（IAG），采用尾吊模型模拟微重力效应，大鼠尾吊期间每日平放一小时模拟间断人工重力效应。 结果 与CON组相比，SUS组在旷场中运动距离、中央区域停留时间、中央区域移动距离均显著减少（P<0.01），新物体识别时间及辨别指数显著减少（P<0.05，P<0.01），而间断人工重力可改善模拟失重导致的大鼠认知能力减退。GLUT1与CD31免疫荧光双标染色结果显示:相比于CON组，SUS组海马区血管密度显著降低（P<0.01），血管直径显著缩小（P<0.01），同时Evans blue渗出实验结果提示:SUS组海马区域血脑屏障通透性显著增大，Western blotting结果显示SUS组海马区域Albumin含量显著升高（P<0.01），Occludin表达显著下降（P<0.05），而IAG可部分减轻上述血脑屏障损害。 结论 间断人工重力能改善模拟失重引起的海马区域血脑屏障结构及功能损伤，部分恢复大鼠认知功能障碍。     

拉西地平对高血压大鼠血管平滑肌细胞CRT和caspase12表达变化的影响

目的 探讨压力负荷高血压大鼠动脉血管平滑肌细胞内质网应激相关因子钙网蛋白（calreticulin,CRT）和caspase-12的表达变化及药物拉西地平对其的影响.方法 将30只成年雄性SD大鼠随机等分为对照组（sham组）、模型组（TAC组）和拉西地平组（lacidipine组）.Sham组分离腹主动脉但不行狭窄术,TAC组行腹主动脉狭窄术,lacidipine组行腹主动脉狭窄术并给予拉西地平0.5 mg/（kg·d）,喂养8周用颈动脉插管法测定各组大鼠的平均动脉压（MAP）;利用图像分析软件测量血管中层的厚度;用免疫组织化学法和western-blot法检测CRT和caspase-12的表达水平;TUNEL荧光法检测血管平滑肌细胞的凋亡率.结果 ①TAC组大鼠MAP均值显著高于sham组（P＜0.01＝和lacidipine组（P＜0.05＝;lacidipine组大鼠MAP均值高于sham组（P＜0.05＝;②TAC组大鼠血管平滑肌中层厚度均值大于sham组和lacidipine组均有统计学意义（P＜0.05＝,lacidipine组和sham组大鼠血管平滑肌中层厚度比较,差异无统计学意义（P＞0.05）;③TAC组的CRT和caspase-12蛋白表达量均值高于sham组和lacidipine组,lacidipine组CRT和caspase-12蛋白表达量均值高于sham组（P＜0.05＝;④TAC组大鼠血管平滑肌凋亡率高于sham组和lacidipine组（P＜0.05＝,lacidipine组大鼠血管平滑肌凋亡率高于sham组（P＜0.05＝.结论 腹主动脉狭窄致高血压可引起血管平滑肌细胞内质网应激反应,导致CRT表达增加及caspase-12的活化增高;拉西地平通过下调内质网应激水平,逆转高血压所致的血管平滑肌细胞的损伤作用,对血管平滑肌细胞具有保护作用.     

红景天苷可通过抑制线粒体氧化应激减轻模拟失重大鼠脑动脉的炎性反应

目的 探讨红景天苷(SAL)是否会通过抑制线粒体的氧化应激,从而恢复模拟失重大鼠脑动脉的炎性反应.方法 利用尾部悬吊方法建立大鼠模拟失重模型,将24只成年雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为4组:对照(CON)组、对照+红景天苷(CON+SAL)组、尾部悬吊(SUS)组和尾部悬吊+红景天苷(SUS+SAL)组,...     

Mitochondria-derived reactive oxygen species dilate cerebral arteries by activating Ca2+ sparks

Mitochondria regulate intracellular calcium (Ca2+) signals in smooth muscle cells, but mechanisms mediating these effects, and the functional relevance, are poorly understood. Similarly, antihypertensive ATP-sensitive potassium (KATP) channel openers (KCOs) activate plasma membrane KATP channels and depolarize mitochondria in several cell types, but the contribution of each of these mechanisms to vasodilation is unclear. Here, we show that cerebral artery smooth muscle cell mitochondria are most effectively depolarized by diazoxide (-15%, tetramethylrhodamine [TMRM]), less so by levcromakalim, and not depolarized by pinacidil. KCO-induced mitochondrial depolarization increased the generation of mitochondria-derived reactive oxygen species (ROS) that stimulated Ca2+ sparks and large-conductance Ca2+-activated potassium (KCa) channels, leading to transient KCa current activation. KCO-induced mitochondrial depolarization and transient KCa current activation were attenuated by 5-HD and glibenclamide, KATP channel blockers. MnTMPyP, an antioxidant, and Ca2+ spark and KCa channel blockers reduced diazoxide-induced vasodilations by >60%, but did not alter dilations induced by pinacidil, which did not elevate ROS. Data suggest diazoxide drives ROS generation by inducing a small mitochondrial depolarization, because nanomolar CCCP, a protonophore, similarly depolarized mitochondria, elevated ROS, and activated transient KCa currents. In contrast, micromolar CCCP, or rotenone, an electron transport chain blocker, induced a large mitochondrial depolarization (-84%, TMRM), reduced ROS, and inhibited transient KCa currents. In summary, data demonstrate that mitochondria-derived ROS dilate cerebral arteries by activating Ca2+ sparks, that some antihypertensive KCOs dilate by stimulating this pathway, and that small and large mitochondrial depolarizations lead to differential regulation of ROS and Ca2+ sparks.     

5-氮杂胞苷上调miR-27b-5p表达对模拟失重下血管内皮细胞凋亡的影响

目的 探究5-氮杂胞苷（5-azacytidine, 5-AZA）对模拟失重效应下血管内皮细胞miR-27b-5p表达及细胞凋亡的影响。 方法 体外培养人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells, HUVECs）,利用MTT试剂盒检测不同浓度5-AZA（0.1 μmol/L、1 μmol/L、5 μmol/L、10 μmol/L、50 μmol/L和100 μmol/L）对HUVECs的毒性作用。采用qRT-PCR技术观察模拟失重环境下miR-27b-5p表达的时程变化及5-AZA药物处理对miR-27b-5p表达的影响;Western blot检测凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax和Cleaved Caspase-3的表达,观察5-AZA在回转模拟失重效应下对HUVECs凋亡的影响。 结果 5-AZA对HUVECs的细胞毒性呈浓度依赖性。与对照组相比,0.1 μmol/L、1 μmol/L、5 μmol/L和10 μmol/L组的细胞存活率无统计学差异,50 μmol/L 5-AZA组和100 μmol/L5-AZA组的细胞存活率显著降低（P<0.05）。因此,我们采用10 μmol/L作为后续实验5-AZA的加药浓度。在回转模拟失重效应下,HUVECs的miR-27b-5p表达显著下降（P<0.05）,且随回转时间的延长而下降程度增大（P<0.05）。qRT-PCR检测结果提示,5-AZA可显著上调模拟失重效应下HUVECs中miR-27b-5p表达（P<0.05）。Western blot检测结果提示,5-AZA可显著下调模拟失重效应下HUVECs中Bax和Cleaved Caspase-3蛋白表达（P<0.05）,上调Bcl-2蛋白表达（P<0.05）。 结论 5-AZA通过上调miR-27b-5p表达,抑制模拟失重效应下HUVECs凋亡的发生。     

烟酰胺核糖抑制1型糖尿病大鼠心肌线粒体分裂的作用及机制

目的 探讨烟酰胺核糖（nicotinamide riboside, NR）对1型糖尿病（DM）大鼠心肌线粒体融合分裂的作用及其机制。 方法 利用链脲佐菌素（streptozotocin, STZ）诱导1型DM大鼠模型,随机分为4组:正常对照（Con）组,Con+NR组,DM组,DM+NR组。监测大鼠血糖和体质量变化,葡萄糖耐量试验（IPGTT）检测糖代谢情况,采用小动物超声评估大鼠心脏功能变化,TUNEL法检测心肌细胞凋亡,DHE染色检测心肌细胞ROS含量,透射电镜观察线粒体形态,Western blot法检测线粒体分裂、融合相关蛋白表达水平。 结果 与Con组相比,DM组大鼠的血糖、血脂明显升高,体质量减轻,心脏左室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）和左心室短轴缩短率（Left ventricular fractional shortening, LVFS）减低,心肌细胞凋亡增加,氧化应激增强,线粒体分裂增多,线粒体融合蛋白Opa1表达下调（P<0.05, P<0.01）;与DM组相比,DM+NR组大鼠心脏LVEF改善,心肌细胞凋亡减少,氧化应激减少,线粒体融合增加,线粒体融合蛋白Opa1和Mfn2表达上调（P<0.05）。 结论 NR可增加DM心肌融合蛋白Opa1与Mfn2的表达,抑制DM心肌线粒体分裂,降低DM心肌凋亡和氧化应激,改善心脏功能。