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编号:10285941
仓鼠心肌肥厚模型的建立及左心室Chymase、ACE基因表达的检测
http://www.100md.com 《高血压杂志》 2000年第1期
     作者:陈朋民 陈兰英 范慕贞 倪晓辉 李鹏

    单位:陈朋民 范慕贞 倪晓辉(中日友好临床医学研究所 生化室 ,北京 100029);陈兰英 李鹏(中国医学科学院阜外医院心血管病研究所分子生物学研究室 北京100037)

    关键词:仓鼠心脏;血管紧张素转化酶;chymase

    高血压杂志000118

    摘 要:目的:观察仓鼠心肌肥厚模型的心肌Chymase及ACE基因表达的变化。 方法:取8周龄仓鼠,行腹主动脉部分结扎术,分别于术后4周、8周处死仓鼠,取心称重并测量心肌壁厚度。采用以β-actin作参照的RT-PCR法对Chymase及ACE基 因表达进行检测。结果:显示手术组心重/体重比值及心肌壁厚度明显大于假手术组(P<0.01),表明模型构建成功。 手术组动物Chymase基因表达水平随手术后时间的延长有明显增加趋势,手术4周及8周后其表达水平分别增加了2.6倍及12.6倍;而ACE基因表达水平手术后无明显变化。上述结果显示:本文所建心肌肥厚模型中其心肌肥厚的变化可能主要与Chymase基因表达增加有关。提示:Chymase与ACE基因相比前者表达在心肌肥厚中起着更重要的作用。
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    分类号:Q46;Q55;Q554;N33 文献标识码:A

    文章编号:1006-2866(2000)01-0052-03

    Establishment of Hamster Myocardial Hypertrophic Model and Detection of Chymase and ACE Gene Expression in the Left Ventricle

    CHEN pengmin FAN muzhen NI xiaohui

    (Department of Biochemistry,Institute of Clinical Medicin e, Chi n-Japan Friendship Hospital, Beijing 100029)
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    CHEN lanying LI peng

    (Department of Molecular an d Biology, Fuwai Hospital,CardiovascularInstitute,CAMS,Beijing 100037)

    ABSTRACT:Aim:To investigate the chymase and ACE gen e expression in the left ventricle in hamster myocardial hypertrophic model.Methods:The abdominal aorta of 8 weeks old hamsters were ligated p artly. The hamsters were killed after 4 weeks or 8 weeks of the operation. The weight o f heart and the thickness of left ventricular myocardium were measured. The expres sions of chymase and ACE genes in left ventricle were detected using RT-PCR w ith β-actin gene expression as reference.Results:After ligation of aorta,the ratio of heart weight to body we ight and the thichness of left ventricular myocardium increased compared with th at of control(P<0.01). The level of chymase gene expression increas ed remarkably by 2.6 and 12.6 times of control after 4 and 8 weeks of operation, respectively, while little change in ACE was found.
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    Conclusion:The change of hypertrophic myocardium in present studies was mainly associated with the increase in chymase gene expression; chymase gen e may p lay a more important role than ACE gene does in the process of myocardial hypert rophy.

    Key Words:hamster heart; ACE; chymase▲

    近年的研究表明人类心脏存在双重血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)生成途径, 即血管紧张素转换酶(ACE)及Chymase途径。并且Chymase途径约占心脏AngⅡ生成活性的80%,ACE约占AngⅡ生成活性的10%[1]。仓鼠心脏和人一样也具有双重AngⅡ生成途 径, 即 ACE 及Chymase[2]。 仓鼠Chymase特异性虽然不及人Chymase,但它与人 Chymase一样能高效的将AngI转化为AngⅡ[3]。AngⅡ在心血管组织中有多种功能,它是一种潜在的心肌细胞生长 因子,可刺激成纤维细胞增殖和胶原合成[4]。有报导称AngⅡ还可能诱导心肌细胞坏死[5],并在心肌病心脏中浓度增高[6]。这些结果均提示AngⅡ在心肌病 心脏心肌纤维化和心肌肥厚中可能起着重要作用。在心脏肥厚过程中Chymase和ACE的表达及其活性还极少有人报导。因此ACE及Chymase在心脏肥厚中的作用还有待进一步研究。故我们通过建立仓鼠左心室肥厚模型,测定Chymase及ACE基因mRNA在左心室肥厚过程中的表达量来进一步论证Chymase及ACE在心肌肥厚中的作用。
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    MATERIALS AND METHODS

    1 动物与材料: 20 只8周龄雌性仓鼠。M-MLV反转录酶GIBCO产品。Taq DNA polymerase、dNTP DEPC MOPS β-巯基乙醇十二烷基甲基氨基乙酸、异硫氰酸胍等为Promega 产品。

    PCR引物:P1:5'GCTTGCCCAACAAGACTGCCA-3'

    P2:5'- GCTTGCCCAACAAGACTGCCA-3'

    由赛百盛公司合成。

    2 方法:

    2.1 动物模型的建立:5%水和氯醛,0.8 ml/支,腹腔注射。约2分钟后,仓鼠进入深度麻醉状态。四肢困 绑后碘酒酒精消毒,腹正中切口,约4cm,拉出大小肠,用止血钳分离腹正中脂肪组织,暴 露腹主动脉,缝扎腹主动脉(与4 号注射器针头同时结扎)。结扎后抽出针头。将大小肠送入 腹腔,关腹,酒精消毒伤口。
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    2.2 取心及保存:称重后,用大剪刀剪断仓鼠头部,剖开胸腔,取出心脏,挤出心脏存血, 称心重,分离左心室,用铝薄包裹后放入液氮。可立即用于Total-RNA的提取,或转入-8 0℃待用。以上操作均要求迅速准确。

    2.3 Total-RNA的提取及鉴定[7]:采用一步法提取Total-RNA,常规法鉴定。参阅文献[9]

    2.4反转录:取一干净的Eppendorf管依次加入:Total RNA(3μg/μl) 1 μlRandom P rimer(20pmol/μl) 1 μlRNAsin(30 U/μl) 0.5 μl,dNTP(10 mmol/L) 1 μl,5×buffer 4 μl,Nuclease-free water 12.5 μl。离心2秒,轻弹管外壁以混匀之。65℃变性 5min 立即插入冰中。加M-MLV(200 U/μl)1 μl,轻 弹管外壁以混匀之。37℃保温1小时,其间轻弹管壁10次。95℃水浴5分钟终止反应。
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    2.5 以β-actin为参照的RT-PCR:取干净的Eppendorf管,依次加入:反转录产物2.0 μl 10×PCR Buffer 2.5 μl,dNTP(10 mmol/L)0.5 μl 目的Primer(10 pmol/ul) 2 μl, β -actin Primer(20 pmol/μl)1 μl,ddH2O 16.5 μl稍离心,轻弹管壁以混匀之。95℃ 变性5分 钟,置冰浴。加Tag DNA Polymerase 1.5 μl(1.5 U),混匀,离 心。加石蜡油30 μl,离心 。进行热循环,95℃变性1分钟,65℃退火1分钟,72℃延伸1分钟,循环25周,72℃继续延伸5分钟。用8%聚丙烯酰胺凝胶进行电泳。电压降10 V/cm,电泳时间80分钟。EB染色。在紫外灯下观察并照相。

    RESULTS

    1 仓鼠心肌肥厚模型的建立:心脏重量/体重比值变化见表 1。
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    Tab 1 The ratio of heart weight to body weight

    BW(g)

    HW(mg)

    HW/BW(mg/g)

    P

    假手术(S1)

    126.3±20.10

    425.6±38.0

    3.43±0.51

    -

    术后4周(S2)
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    89.0±10.77

    374.0±26.9

    4.20±0.73

    <0.01

    术后8周(S3)

    99.0±15.32

    428.0±35.7

    4.32±0.29

    <0.01

    BW: 仓鼠体重;HW:仓鼠心脏重量

    表一示HW/BW:S2组较S1组增加1.23倍,S3组较S1组增加1.26倍,有明显差异(P<0.01)表明S2及S3组有心脏肥大的变化。
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    2 仓鼠心脏壁厚度变化,见表 2。

    Tab 2 The change of left ventricular wall thickness after operati on

    LVT(mm)

    P

    假手术(S1)

    1.13±0.11

    -

    术后4周(S2)

    1.44±0.25

    <0.01

    术后8周(S3)
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    1.61±0.28

    <0.01

    LVT:左室室壁厚度

    S2组较S1组增加1.27倍,S3组较S1组增加1.42倍,差别显著(P<0.01)。表明S2及S3组仓鼠左心室心肌明显增厚。

    3 仓鼠心肌肥厚模型左心室心肌ACE及Chymase基因mRNA表达:

    3.1 RT-PCR法检测ACE表达(以β-actin为参照):将适当量的 β-actin 及ACE 引物放入 同一PCR混合物中进行热循环,共25次。在聚丙烯酰胺凝胶中进行电泳。电泳图谱如Fig 1 。经计算机扫描其灰度及相对比值如表 3。

    Tab 3 The gray scale of ACE and β-actin by computer scanning
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    β-actin

    ACE

    ACE

    P

    β-actin%

    假手术组(S1)

    46.3

    47.0

    101.6

    -

    术后4周组(S2)

    73.5

    62.2
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    84.0

    >0.05

    术后8周组(S3)

    70.0

    64.8

    92.6

    >0.05

    Fig 1 Representive RT-PCR analysis of hamster left ventricular A CE mRNA

    表 3示S1、S2、S3组ACE表达量无明显差异,P>0.05。
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    3.2 RT-PCR法检测Chymase表达( 以 β-actin为参照):方法同上,电泳图谱如Fig 2。经 计算机扫描,β-actin及Chymase的相对灰度及其比值如表 4。

    Fig 2 Representive RT-PCR analysis of hamster left ventricular c hymase mRNA

    Tab 4 The gray scale of chymase and β-actin by computer scannin g

    β-actin

    chymase

    chymase
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    P

    β-actin%

    假手术(S1)

    35.95

    12.11

    33.7

    -

    术后4周(S2)

    24.07

    19.14

    79.5

    <0.01

    术后8周(S3)
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    7.64

    31.84

    416.7

    <0.01

    表 4示S1、S2、S3组 Chymase表达量有明显差异(P<0.01)。S2,S3,S1三组间chymase的表达量有明显差异(P<0.01),并随术后时间的延长有迅速 增加的趋势。

    综合表 3,4可得出Chymase与ACE基因表达的相对值Chymase/ACE,在S1假手术组为0.33,S2术后4周组为0.91,S3术后8周组为4.50,如图 3。

    Fig 3 Chymase与ACE基因表达的相对值
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    由图 3可以看出,ACE在正常仓鼠心肌内的表达约为Chymase的两倍 ,在心肌肥厚过程中ACE基本维持不变,而Chymase基因表达逐渐增高,术后4周Chymase的表 达量约与ACE持平,术后8周Chymase的表达量进一步增高约为ACE的4.5倍。

    DISCUSSION

    AngⅡ在心血管组织中有多种功能:它是一种潜在的心肌细胞生长因子,可刺激成纤维细胞增殖和胶原合成[4]。有报导称AngⅡ还可诱导心肌细胞坏死 [5],并在心肌病心脏中浓度增高。这些实验结果均提示:AngⅡ在心肌病心脏中诱导心肌纤维化和心肌肥厚。通过ACEI(ACE抑制剂)及AngⅡ受体拮抗剂对心肌病的有效治疗作用进一步肯定了AngⅡ在心肌病中的致病作用。心肌病仓鼠通过AngⅡ受体拮抗剂治疗可改善其收缩性能[6],并可完全阻止AngⅡ诱导的心肌细胞坏死。ACEI可降低左室肥厚程度,并可使肥厚心肌部分逆转[8,9,10]。这些结果均表明:AngⅡ可能是一种心脏重塑的调节剂。
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    近年临床研究表明,人心脏Chymase在正常心脏及衰竭心脏中的表达及其活性没有明显不同[11,12],而ACE的表达及其活性在衰竭心脏中比正常心脏显著增高[11,13]。但这些标本均是衰竭末期通过移值手术被替换下来的心脏。在心脏肥厚过程中Chymase及ACE的表达及其活性还极少有人报导。因此ACE及Chymase在心脏肥厚中的作用还有待进一步研究。我们的实验结果示:如图 3所示:ACE在正常仓鼠心肌内的表达约为Chymase的2倍。表明ACE在仓鼠心肌正常生理活动中可能起比Chymase更重要的作用。在心肌肥厚过程中Chymase基因被激活,术后4周其表达量约与ACE持平,至术后8周Chymase基因表达量进一步增高,约为ACE的4.5倍,提示:Chymase在仓鼠心肌肥厚过程中可能起到比ACE更重要的作用。如果我们的结果得到进一步证实,Chymase可做为治疗心肌肥厚的靶基因,通过抑制Chymase基因的表达或Chymase酶的活性可以比ACEI更有效的治疗心肌肥厚。因此有必要再观察心衰期仓鼠心肌ACE及Chymase基因mRNA表达,以进一步探讨ACE及Chymase在心肌肥厚不同阶段中的作用。
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    总之以上结果提示:(1)我们所建心肌肥厚模型是研究心肌肥厚行之有效的方法之一;(2)Chymase可能在心肌肥厚及纤维化中起更重要的作用,而ACE可能在心衰末期,起更重要的作用。这与ACEI对心衰病人的有效治疗作用相一致。为了进一步证实以上结果并研究其作用机理,我们今后还要做以下工作:(1)检测心脏肥厚后期及心衰期ACE及Chymase基因mRNA表达及其活性;(2)观察ACEI及AngⅡ 受体拮抗剂对心肌重塑的影响差异。为进一步研究Chymase作用机理提供实验依据。■

    REFERENCES:

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    收稿日期:1999-09-14, 百拇医药