2月27 日,Journal of Molecular and Cellular Cardiology (分子與細胞心臟學(xué)期刊)
在線發(fā)表了健康科學(xué)研究所楊黃恬研究組題為“ROS generated during early reperfusion
contribute to intermittent hypobaric hypoxia-afforded
cardioprotection against postischemia-induced Ca2+ overload and
contractile dysfunction via the JAK2/STAT3
pathway”的研究工作。該研究揭示了活性氧簇(ROS)在間歇性低壓低氧(IHH)保護心臟抵抗心肌缺血再灌注損傷中的作用和新機制。
及時恢復(fù)血液灌注是臨床上治療缺血性心臟疾病的基本原則和手段,但該過程伴隨著嚴重再灌注損傷的發(fā)生。缺血再灌注造成的鈣離子超載和ROS大量釋放是心肌細胞缺血再灌注損傷的主要原因。但ROS還可作為重要的信號分子參與細胞保護。我們新近發(fā)現(xiàn)心肌缺血后再灌注早期適量增高ROS具有抗心肌缺血再灌注損傷的保護作用,但其具體保護機制還有待解析。進一步理解ROS在缺血再灌注過程中所扮演的作用,深入解析其抵抗缺血再灌注的保護機制,對防治缺血性心臟病、發(fā)展心肌保護的新策略有著重要的意義。
吳蘭博士、譚吉良博士研究生等在楊黃恬研究員的指導(dǎo)下,運用IHH作為心肌保護模型,探討了ROS抵抗缺血再灌注損傷的保護機制。前期研究發(fā)現(xiàn)再灌注初期產(chǎn)生大量ROS,而在IHH保護模型中產(chǎn)生的ROS水平更高,由此我們提出假設(shè),IHH的保護作用依賴于其復(fù)灌初期更高水平的ROS。在本研究中進一步發(fā)現(xiàn)復(fù)灌初期更高水平的ROS可通過有效激活JAK2/STAT3通路參與IHH的心肌保護作用;ROS激活的JAK2/STAT3通路通過抑制細胞內(nèi)鈣離子超載來實現(xiàn)心肌保護作用。進一步的機制研究表明,IHH通過ROS/JAK2/STAT3通路,
促進Bcl-2在細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣-ATP酶2(SERCA2)的相互作用,逆轉(zhuǎn)缺血再灌注對SERCA2活性的抑制作用,進而維持了細胞內(nèi)部的鈣穩(wěn)態(tài),減輕缺血再灌注導(dǎo)致的心肌細胞鈣離子超載、保護心肌。另一方面,復(fù)灌初期IHH升高ROS通過逆轉(zhuǎn)缺血再灌注導(dǎo)致的線粒體STAT3磷酸化下降,改善缺血再灌注過程中線粒體內(nèi)鈣超載及其功能,從而保護心肌細胞,進而保護了整體心臟對抗缺血再灌注損傷。
該研究發(fā)現(xiàn)豐富了對ROS在心肌缺血再灌注損傷過程中所扮演的角色及其如何發(fā)揮作用的認識,并為開發(fā)基于ROS的缺血性心臟病的治療措施提供了新的實驗證據(jù)。
此研究得到了國家科技部和國家自然科學(xué)基金委項目的資助。
在線網(wǎng)址:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022282815000607