腺苷激酶通过参与细胞凋亡在心肌缺血再灌注损伤中的作用机制研究

Cell apoptosis is the main form of cardiomyte death for increased infarct size during myocardial ischemia-reperfusion injury. Adenosine kinase(ADK) plays a critical role in the metabolism of adenosine in heart, moreover, ADK plays some effect independent of adenosine. Up to now, few is known about the role of ADK in myocardial ischemia-reperfusion injury. Our preliminary data showed that ADK inhibition could decrease cardiomyocytes apoptosis induced by hypoxia/reoxygenation. But further study is needed to explore the underlying mechanism. Therefore, we hypothesizes that ADK could play a role in myocardial ischemia-reperfusion injury by effecting on cardiomyocytes apoptosis. In order to verify our hypothesis, we will establish myocardial ischemia-reperfusion injury model in vivo and cardiomyocytes hypoxia/reoxygenation model in vitro to indicate the role of ADK in myocardial ischemia-reperfusion injury at different levels including animal, cell and molecule by usage of inhibitors, virus transfection, histology staining, western blotting and other experimental methods. This study will supply basic knowledge about the role of ADK in myocardial protection and provide new therapeutic strategy for myocardial ischemia-reperfusion injury.

细胞凋亡是心肌缺血再灌注损伤后心肌细胞死亡的主要形式。腺苷激酶（ADK）是心肌中腺苷代谢的关键酶，并且具有非腺苷依赖性的作用。迄今为止，对ADK在缺血再灌注损伤中的作用仍知之甚少。我们前期研究发现抑制ADK活性，能够有效减少缺氧/复氧引起的心肌细胞的凋亡，但其分子信号机制有待进一步探讨。为此，我们提出假说：ADK可能通过参与细胞凋亡在心肌缺血再灌注损伤中发挥作用。为了验证这一假说，我们将通过心肌缺血再灌注损伤动物模型和体外心肌细胞缺氧/复氧模型，采用抑制剂干预、病毒转染、组织学染色、蛋白印迹等实验方法，从动物、细胞、分子等不同水平多方面探讨ADK在心肌缺血再灌注损伤中的作用，明确ADK参与细胞凋亡的分子信号机制。本项目的开展将为ADK在心肌保护领域的研究奠定基础，并为防治心肌缺血再灌注损伤提供新的思路和方法。

急性心肌梗死（Acute myocardial infarction, AMI）可能导致恶性心律失常、心源性休克、猝死等严重不良心血管事件，是威胁人类健康的主要原因之一。再灌注治疗成为治疗AMI 最有效的手段。然而，再灌注治疗本身也可导致心肌的损伤，即缺血/再灌注(Ischemia/reperfusion, I/R)损伤。I/R损伤主要表现为再灌注引起的心律失常、心肌顿抑、微血管阻塞（无复流现象）和再灌注引起的心肌细胞的死亡。有研究表明腺苷（Adenosine, ADO）能够有效防止缺血/再灌注引起的心肌损伤。心脏内腺苷生成代谢的限速酶-腺苷激酶（Adenosine kinase，ADK）能否影响心肌I/R损伤及其机制尚不明确。.在上述理论的基础上，本研究在动物实验上建立小鼠心肌I/R损伤模型、大鼠离体心肌I/R损伤模型，在细胞实验上建立H9c2心肌细胞H/R模型，并给以ADK抑制剂、ADKshRNA处理。动物模型中检测心肌梗死面积、心功能、心肌凋亡指数评价心肌损伤程度，心肌组织中检测Bax，Bcl-2，Caspase-3水平。细胞模型中检测心肌细胞线粒体膜电位、心肌细胞凋亡、Bax、Bcl-2、Caspase-3水平。研究结果表明抑制ADK可以明显改善心功能、减轻心肌梗死面积、减少心肌细胞凋亡，且是腺苷依赖的。抑制ADK改善心肌I/R损伤的机制与改善心肌细胞线粒体凋亡途径有关。本研究结果将为阐明ADK在心肌I/R损伤中的作用机制提供新的理论依据，为改善AMI病人的I/R损伤提供新的治疗靶点。