外源性多胺恢复老龄大鼠心肌缺血预适应保护作用的机制研究

缺血预适应（IPC）是缺血心肌保护的重要内源性机制，但老龄心肌对IPC刺激减敏，具体机制不清。多胺具有广泛的生物学功能，最新研究发现其可通过诱导自噬发挥抗衰老作用。已知老龄心肌多胺减少且自噬能力降低。前期我们已证实，缺血-再灌注（IR）心肌多胺减少，外源性精胺具有保护作用；多胺是介导成年大鼠IPC心肌保护的信号分子。据此，我们推测"外源性多胺可能通过诱导自噬恢复老龄心肌IPC保护作用"。本课题首先观察不同鼠龄大鼠IPC心肌的多胺代谢，同时观察外源性多胺恢复老龄心肌IPC保护作用的能力并探讨其机制。重点关注其对自噬、线粒体损伤及凋亡的影响。再给予调控自噬和mPTP开放干预，拟证明多胺发挥作用依赖的信号级联。进一步应用分离的老龄心肌细胞及线粒体确定多胺作用的效应靶点。本课题首次在器官、细胞及分子水平上探讨多胺代谢、细胞自噬在老龄心肌IPC保护中的作用及机制，为老龄心肌IR损伤的防治提供新思路。

随着世界人口老龄化进程的加速，亟待提高老年人生存质量，冠心病心肌缺血是引起老年人死亡最常见原因，缺血预适应（IPC）是改善心肌缺血最有效的内源性保护措施，但老龄心肌对IPC刺激减敏。我们前期研究证实“多胺是介导成年大鼠IPC心肌保护的内源性信号分子”。本课题我们应用离体灌流老年大鼠心脏与酶解分离的老年大鼠心肌细胞复制模拟缺血/再灌注（IR）与IPC模型，本研究首次发现：. （1）IPC能够明显上调青年大鼠心肌多胺合成代谢，抑制其分解代谢，导致心肌精脒、精胺含量增加，但是老年IPC心脏多胺代谢未发生此种变化，心脏功能与代谢研究显示，老年心脏对IPC刺激减敏。外源性多胺能够恢复老龄IPC心肌多胺池（精胺、精脒含量增加），也恢复了老年心脏IPC保护作用，多胺合成抑制剂DFMO取消了IPC对多胺处理老年心脏的影响。结果证明：多胺代谢失衡/多胺池耗竭可能是老年心脏丧失IPC保护作用的重要机制，外源性多胺通过恢复心肌多胺池重现老年大鼠心脏对IPC刺激的敏感性。. （2）在整体、细胞及线粒体上的研究显示：多胺诱导心肌细胞自噬，呈时间、浓度依赖性；多胺抑制H2O2引起的心肌线粒体呼吸功能下降，呈浓度依赖性。. （3）在IR与IPC的器官及细胞模型上，评价细胞自噬通过检测自噬体与自噬相关蛋白表达、观察LC3双标记腺病毒转染心肌细胞荧光等方法；分析心肌氧化应激水平通过测定氧化/抗氧化酶活性与蛋白表达、硝基化蛋白及8-OH-dG含量等方法；评价线粒体功能通过测定线粒体呼吸功能与质子漏出、线粒体膜电位与mPTP开放等；分析细胞凋亡通过检测线粒体cyt c漏出、凋亡蛋白表达与TUNEL染色等。结果显示，与老年IPC心脏比较，给与多胺的老年IPC心脏自噬明显增强，氧化应激水平降低，线粒体功能提高，细胞凋亡减少；抑制多胺生物合成、抑制自噬及开放mPTP均取消了多胺对老年IPC心脏的影响。结果证明：外源性多胺可能通过诱导自噬/抑制氧化应激/减轻线粒体损伤/减少细胞凋亡的细胞内信号级联网络恢复老龄心肌对IPC刺激的敏感性。并进一步在诱导衰老的心肌细胞验证了多胺的这一作用机制。. （4）通过调控自噬及调控mPTP开放干预，证明多胺恢复老龄心肌对IPC刺激敏感性的作用靶点是mPTP。. 本课题的研究结果为老龄心肌IR损伤的防治提供新的理论基础及新思路。