Notch信号途径抗心肌缺血/再灌注损伤的机制研究

有效抑制心肌细胞缺血/再灌注（MI/R）损伤，是缺血心脏保护中亟待解决的重要问题。Notch信号途径是影响细胞生存的重要通路。研究证明，其在缺血心肌中发挥保护作用，但是否有抑制MI/R损伤作用尚不清楚。活性氧（ROS）增多是MI/R损伤的重要机制。我们发现，激活Notch信号途径可抑制缺氧/复氧心肌细胞凋亡，更重要的是，其可有效降低ROS。有研究证明，过表达STAT3可降低缺血心肌ROS生成；Notch信号分子与STAT3直接结合，加速其活化。因此，我们提出：Notch信号途径可能通过JAK2/STAT3减少ROS生成，进而抑制MI/R损伤。本课题拟采用转基因动物，应用siRNA和腺病毒等干预手段，探讨Notch信号途径抑制I/R心肌ROS生成的具体信号机制。以期阐明Notch信号途径抗I/R损伤的机制，为防治MI/R损伤提供全新的理论和实验依据。

Notch信号途径抑制心肌缺血/再灌注（MI/R）损伤的作用机制目前还不十分清楚，本课题应用模拟MI/R模型（心肌细胞缺氧/复氧, H/R），首次研究了心肌Notch信号途径是否通过影响STAT3磷酸化及SOD2水平，进而作用于ROS的生成，继而发挥了抗MI/R损伤的作用。结果显示，H/R可导致心肌细胞损伤，并使Notch途径相关信号分子和下游基因的mRNA和蛋白表达水平显著增加，此效应可被Notch信号途径抑制剂GSI所阻断。进一步研究发现，抑制Notch信号途径加重了H/R导致的心肌损伤，而应用稳转Dll1质粒的OP9-Dll1细胞与心肌细胞共培养，可激活心肌细胞Notch信号途径则抑制其H/R损伤。应用流式细胞仪检测发现H/R心肌细胞的ROS水平显著升高，给予Notch信号途径抑制剂GSI可以促进心肌细胞ROS的进一步增加；反之与OP9-Dll1细胞共培养则显著抑制心肌细胞ROS的生成。随后的研究发现，当给予ROS清除剂NAC后，显著减弱Notch信号途径抑制剂GSI增加ROS水平的作用，并且抑制了GSI促心肌细胞H/R损伤的作用，反之，心肌细胞与OP9-Dll1细胞共培养，可显著抑制ROS供体百草枯对H/R心肌细胞的损伤。H/R可促进心肌细胞SOD2的蛋白表达，与OP9-Dll1细胞共培养，通过激活心肌细胞Notch信号途径，可进一步促进SOD2的蛋白表达，产生清除ROS的效应。H/R也可促进心肌细胞STAT3的磷酸化激活，与OP9-Dll1细胞共培养则进一步激活心肌细胞STAT3，产生心肌保护作用。以上结果表明：激活Notch信号途径可以促进STAT3的磷酸化激活，也可以增加SOD2的蛋白表达，通过抑制ROS的生成，发挥抗MI/R损伤的作用。该研究为揭示Notch信号途径抗MI/R损伤的作用机制提供了新的见解，也为临床防治MI/R提供了新的理论和实验依据。