衰老心肌自噬水平降低致缺血后处理保护作用减弱的机制研究

The efficacy that has been shown for most cardioprotective agents in animal models has been difficult to confirm in clinical trials. Ischemic postconditioning effectively reduces myocardial infarct size in all species tested so far, including humans. But for the aging myocardium, ischemia postconditioning protective effect significantly weakened, its mechanism is not clear. In this research,we shall use the old rat myocardial ischemia / reperfusion and ischemic postconditioning model, observe the change of the autophagy level ， PI3K I - Akt pathway ，myocardial infarction size and cardiac function , in order to verify our hypothesis: aging cardiac autophagy deficiencies can lead to negative feedback inhibition of PI3K I Akt pathway, so, ischemia postconditioning protective effect significantly weakened in aging heart.

缺血后处理是目前为数不多的被证实在动物实验及临床治疗中对心肌缺血/再灌注损伤都具有保护作用的措施，但对于衰老的心肌，缺血后处理的保护作用明显减弱，其机制尚不清楚。本课题拟利用老年大鼠心肌缺血/再灌注模型及缺血后处理模型，观察改变自噬水平后心肌组织PI3KⅠ-Akt 通路的改变以及对心梗面积与心功能的影响，以验证我们的假说：衰老心肌自噬的不足可导致负反馈抑制PI3KⅠ-Akt 通路，使得缺血后处理对衰老心肌的保护作用减弱。本课题的开展将有望为改善缺血后处理对衰老心肌的保护作用，从而降低老年心肌梗死患者的病死率、改善患者的生活质量提供实验依据。

背景与主要研究内容：缺血后处理是目前为数不多的被证实在临床治疗中对心肌缺血/再灌注损伤具有保护作用的措施，但对于衰老的心肌，缺血后处理的保护作用明显减弱，其机制尚不清楚。有研究认为自噬减弱是导致衰老的重要原因，而且自噬与缺血后处理有共同的信号通路，提示自噬很可能影响衰老心肌缺血后处理的保护作用。因此本课题利用老年大鼠心肌缺血后处理模型及细胞缺氧/复氧模型，以验证我们的假说：衰老心肌自噬的不足可导致负反馈抑制PI3KⅠ-Akt 通路，使得缺血后处理对衰老心肌的保护作用减弱。.结果：①缺血后处理对衰老心肌保护作用减弱（缺血后处理未改善老年大鼠CK-MB,LDH,CTn-1,，LVSP, −dp/dtmax；以及 D-半乳糖诱导H9C2衰老细胞MTT,流式检测活细胞的百分比）.②衰老心脏自噬水平降低: 与成年相比,衰老心肌组织及衰老H9C2细胞LC3Ⅱ/Ι的表达水平均显著降低, P62的表达水平均显著升高。.③确定衰老心脏自噬水平降低的机制：检测自噬水平的关键调节蛋白AMPK、beclin-1、的表达显示：与成年相比，老年心肌AMPK、p-AMPK水平明显降低，beclin-1无明显变化。检测自噬与缺血后处理的共同通路PI3K-Akt-mTOR各蛋白表达显示：与成年相比，老年心肌PI3KΙ、AKT、mTOR、的mRNA和蛋白的表达水平都显著降低；p-mTOR蛋白的表达水平显著降低，P70S6K和p-P70S6K的蛋白表达水平均升高。.④确定衰老心脏自噬水平降低与后处理保护作用减弱的关系：转染AMPK可抑制mTOR的表达并促进自噬；转染AMPK能够抑制P70s6k的表达，促进PI3KΙ的表达。干扰P70S6K1以后PI3K1的表达升高。转染PI3KΙ能够提高老年心肌后处理组细胞活性，降低cTn-1、LDH。.结论：缺血后处理对衰老的心肌的保护作用减弱可能与衰老心肌AMPK水平降低使得自噬水平下降负反馈抑制PI3KⅠ-Akt 通路有关。.本研究将有望为改善缺血后处理对衰老心肌的保护作用，从而降低老年心肌梗死患者的病死率、改善患者的生活质量提供新思路。