1。介绍
心力衰竭(HF)预计将成长为一个重要的临床和公共卫生挑战。高频出现在应对高血压和心肌梗死冠状动脉疾病,因此导致左心室(LV)装修
1 ,
2 ]。虽然增长机制心脏,心脏肥大,和LV改造仍知之甚少,他们的复杂的相互作用可能涉及内生居民c - kit+ 细胞和心肌细胞失去了通过直接损伤(
3 - - - - - -
5 ]。例如,endothelin-1,血管紧张素ⅱ,利钠肽和/或
α 1,
β 肾上腺素能受体激动剂在心脏重构[可能起到了重要的调节作用
4 ]。心脏转录因子(如GATA4 Nkx2.5、TBX5 MEF2)和染色质重塑酶还参与压力调节的成人心脏
5 ,
6 ]。因此,获得一个更精确的理解转录调控分子机制的定标dt - LV装修期间将有助于小说心力衰竭治疗策略的发展。
Microphthalmia-associated转录因子(MITF),一个基本的helix-loop-helix亮氨酸拉链dna结合蛋白质,称为大师转录因子被发现在不同的细胞类型,如黑色素细胞、肥大细胞、破骨细胞(
7 - - - - - -
10 ]。的心脏,MITF-H heart-specific同种型,是心肌细胞中大量表达,重要的肥厚性反应(
7 - - - - - -
10 ]。MITF-mutated老鼠(MITFce / ce 老鼠与ce / ce突变缺乏MITF)的压缩域显示心脏重量/体重比值显著下降,收缩功能,心输出量相对于野生型小鼠(
7 ]。之前的研究已经表明MITF调节心脏肥大通过针对mir - 541 (
10 ]。根据这些研究,MITF心脏增长和肥厚性反应是至关重要的,尽管只有少数基因和信号通路与MITF最近确认(
7 - - - - - -
10 ]。
神经肽P物质(SP)是一种undecapeptide速激肽神经肽家族的成员(
11 - - - - - -
14 ]。研究发现SP函数作为神经调质通过neurokinin-1受体(NK对许多生物过程1 R) [
11 - - - - - -
14 ]。先前的研究描述了SP / NK的重要角色1 R的心血管系统(
11 - - - - - -
14 ]。几项研究指出SP的心血管效应缺血/再灌注损伤(I / R) (
11 - - - - - -
14 ]。然而,SP / NK的角色1 R信号在心脏修复I / R后仍不清楚。我们之前的研究表明,SP防止I / R调节干细胞动员(
12 ]。本研究探讨外源性SP如何影响愈合的I / R后受损的LV。为此,我们分析了心脏干细胞特异性基因表达和LV和相关地区的相关因素(IA)的I / R老鼠有或没有周效磺胺-乙胺嘧啶的治疗。
2。材料和方法
2.1。材料
SP (6.7
μ 克/公斤/ 0.1毫升)和FTY720(鞘氨醇1-phosphate受体激动剂,抑制MITF)的表达(
15 )购买从σ(圣路易斯,密苏里州,美国)。RP67580 (RP,选择性nonpeptide速激肽NK1 R拮抗剂,1毫克/公斤)是获得研发系统公司(明尼阿波利斯,美国)。Phospho-MITF (ser180)抗体,赫斯特33342年,DAPI买来热费希尔科学(美国罗克福德,IL)。AccuPower®RocketScript™周期RT预混料(dN12)和AccuPower®ProFi Taq PCR预混料买来Bioneer(大田、韩国)。SYBR®绿色混合获得应用生物系统公司(美国林肯,CA)。抗体特定c - kit (sc5535), NK1 R (sc15323) MITF (sc56725)和肌动蛋白(sc47778)获得圣克鲁斯生物技术有限公司(圣克鲁斯、钙、美国)。抗体识别GATA4 (ab86371)和Alexa萤石®二级抗体买来Abcam(英国剑桥)。另一个抗体特定c - kit(磷Tyr568 / Tyr570)是获得GeneTex(英国)艾尔沃斯。Phospho-Akt(4060年代)和Akt是购买从细胞信号技术(美国贝弗利)。
2.2。动物模型和体外<斜体>,< /斜体>外植体产物文化分析
所有的实验八周大的男性Sprague-Dawley (SD)大鼠进行的动物保健和机构伦理委员会庆熙医疗中心(KHMC-IACUC: 2015 - 028)。SD大鼠随机分为两组(
n
=
22
每个):I / R和I / R 5 nmol /公斤SP注入(SP + I / R)。左前降枝冠状动脉闭塞了40分钟之后7天再灌注和SP。老鼠安乐死,LV (LV7 daysi / R ,LV7 dayssp + I / R )来源于心脏样本收集。IA组织切成1到2毫米的片段,用Ca2 + /毫克2 + 无PBS和消化三次10分钟0.2%胰蛋白酶和0.1%胶原酶在37°C。IA碎片孵化了完全培养基(CM;杜尔贝科修改鹰中补充10% ES细胞级的边后卫,马血清,5% 10 ng / ml的生活,penicillin-streptomycin 1%,二性霉素b和庆大霉素)在37°C公司5%2 孵化器。2周后,附加的细胞,这种细胞迁移出来,包围了外植体,分析了通过免疫荧光染色和c - kit (IFS)抗体。c - kit的+ 细胞被magnet-activated纯化细胞排序(mac)系统(Dynal生物技术,奥斯陆,挪威)。Explant-derived细胞悬浮在胰蛋白酶(edc),孵化与一只兔子anti-c-Kit抗体(1:100),并使用immunomagnetic分离微(Dynal生物技术)。c - kit+ 细胞培养与CM 1月37°C公司5%2 孵化器。
2.3。c - kit <一口> + < /一口>细胞增殖试验
c - kit的+ 细胞增殖试验是评估使用EZ-Cytox细胞生存能力分析工具包(DoGEN,首尔,韩国)
16 ]。c - kit的+ 细胞用FTY720预处理(5
μ 米)或RP67580 (20
μ 为2 h g / ml)或两个。SP治疗7天后,培养介质被移除。细胞被沾EZ-Cytox解决方案1 h。吸光度是决定在490 nm使用ELISA阅读器(EMax;分子器件、美国加州桑尼维尔)。
2.4。c - kit <一口> + < /一口>细胞迁移试验
细胞迁移实验使用0.8执行
μ 米孔隙大小和24-well transwell迁移钱伯斯涂以IV型胶原蛋白(10
μ g / ml)如前所述
16 ]。
1
×
10
4
c - kit+ 细胞被播种到上层transwell室包含介质没有FTY720或RP67580或两者兼而有之。然后,商会是插入到每个24-well板包含600
μ l培养基补充有或没有显示浓度的SP FTY720(5的存在与否
μ 米)或RP67580 (20
μ g / ml)或两者兼而有之。钱伯斯在培养24小时37°C公司5%2 孵化器。的细胞迁移到细胞膜外的一面是沾染了结晶紫染色的解决方案。吸光度是确定在590 nm使用ELISA阅读器(EMax;分子器件、美国加州桑尼维尔)。
2.5。定量逆转录聚合酶链反应(存在)
互补脱氧核糖核酸合成使用AccuPower®RocketScript™周期RT预混料(dN12) (Bioneer、大田、韩国)。存在进行化验SYBR®绿色混合和合适的引物(应用生物系统公司),运行在一个StepOnePlus实时PCR系统(应用生物系统公司)。相对基因表达数据得到使用
Δ Ct方法标准化和RPL-32如前所述[
16 ]。使用的引物如下:c - kit(转发:AGACGTACAGATCCAGAATG,相反:TGCTCTTTGCTGTTACCTT);GATA4(转发:ACCCTGCGAGACACCCCAAT,相反:GTAGAGGCCACAGGCGTTGC);MITF(转发:CATCACGCATCTTGCTACGC,相反:TGCATGAACTGGGCTGCCTG);和RPL-32(转发:TGTCAAGGAGCTGGAAGTGC,相反:AGGCACACAAGCCATCTATTCA)。
2.6。假设和共焦显微镜
金沙集团和4%多聚甲醛固定(PFA)石蜡包埋,分为7
μ 米厚的部分,和沾染了标准IFS方法如前所述
10 ,
17 ]。检测c - kit的表达或MITF SP治疗后,c - kit+ 细胞治疗与SP(10海里)。SP 1天治疗后,培养中被删除。修复后15分钟PFA在4°C为4%,细胞被洗与PBS permeabilized 5% BSA和0.1% Triton x - 100和孵化主要抗体。核DAPI和赫斯特染色后,应用细胞成像使用倒置的蔡司Axio观察者Z1共焦显微镜有405,458,488,514,561,633 nm激光线。所有图片和样本选择身份蒙蔽,至少20个随机图像得到从每个或组。
2.7。免疫印迹分析
冷冻样本中断使用TissueLyser II(试剂盒),之后,一个冰冷的PRP-PREP蛋白分离的解决方案与蛋白酶抑制剂鸡尾酒(韩国首尔的基因内区生物技术有限公司)是补充道,和样本均质不锈钢珠(试剂盒、钙、美国)。蛋白质含量是由BCA试剂盒(美国热科学,罗克福德,IL)。等量的蛋白质(80
μ g)从每个样本加载到10%到12% SDS凝胶和转移到PVDF膜(美国默克密理博,MA)。2 h的膜被封锁在室温下有5%的脱脂奶粉含有0.1% Tween-20 PBS和孵化主要抗体(分别为1:1000和1:500)在一夜之间在4°C。洗涤三次后,细胞膜被孵化与辣根peroxidase-conjugated二级抗体(1:5000)为2 h RT和可视化化学发光底物。
2.8。统计分析
学生的
t
- - - - - - 测试(用于比较两组)或单向方差分析(方差分析)(三个或更多组之间的比较)其次是图基事后测试被用于统计分析。SPSS软件版本。17.0 (SPSS,芝加哥,IL)使用。的值
P
<
0.05
被认为是显著的。数据表示为
意味着
±
标准
错误
(SE)。
∗
P
<
0.05
- - - - - -
0.01
,
∗
∗
P
<
0.01
- - - - - -
0.001
,
∗
∗
∗
P
<
0.001
与相应的控制。所有误差代表三个或更多的标准偏差生物复制。
3所示。结果
3.1。SP增加内源性居民c - kit <一口> + < /一口>叫<一口> < /一口>高细胞移植,c - kit, GATA4, MITF I / R-Injured LV
SP的机制有助于c - kit的扩张+ 在心肌梗死后细胞(
14 ]分析了LV7 daysi / R 和LV7 dayssp + I / R 使用IFS和c - kit GATA4抗体。共焦图像显示增加c - kit+ GATA4+ LV表达细胞7 dayssp + I / R LV相比7 daysi / R (图
1 )。c - kit的表达和GATA4是重要的c - kit促进生长和迁移+ 细胞(
17 ]。此外,I / R-injured心的几项研究表明,c - kit的数量+ 由于压力overload-induced心脏肥大细胞增加(
17 ]。代表共焦图像显示的coexpression MITF GATA4或c - kit LV7 daysi / R 和LV7 dayssp + I / R ,表明高水平的MITF表达式通过SP治疗(数字
2 和
3 )。MITF起着关键作用的途径导致心脏增长和心脏肥厚性反应(6 - 10)。然而,很少有人了解的分子机制MI后MITF。接下来,我们假设如果SP / NK1 R信号导致内源性居民c - kit的激活+ GATA4+ 细胞,c - kit的表达、GATA4 MITF可能参与其中。要检查这一点,我们是分开7 daysi / R 和IA7 dayssp + I / R 从LV7 daysi / R 和LV7 dayssp + I / R 。表达水平的c - kit, MITF GATA4信使rna和蛋白质含量测定中存在和免疫印迹分析。这些分析显示显著增加在c - kit, GATA4, MITF LV的表达式7 dayssp + I / R LV相比7 daysi / R (图
4 )。特别是,在LV GATA表达式7 dayssp + I / R 在mRNA水平显著增加(图
4 (c) )。这些结果提供的证据表明,SP的分子途径可能诱导内源性居民c - kit的扩张+ GATA4高 与c - kit表达细胞,GATA4, MITF表达式。
图1
LV7 dayssp + I / R 显示了c - kit+ 叫高 细胞浓缩。共焦图像GATA4染色(红色荧光)与c - kit(绿色荧光)和核染色(蓝色荧光)在LV的组织部分7 daysi / R 和LV7 dayssp + I / R 。规模的酒吧,20
μ m进一步放大区域点缀白色圆圈所示。
图2
高coexpression MITF和c - kit的LV7 daysi / R 和c-LV7 dayssp + I / R 。共焦图像MITF染色(红色荧光)与c - kit(绿色荧光)和核染色(蓝色荧光)LV的部分7 daysi / R 和LV7 dayssp + I / R 。规模的酒吧,20
μ m进一步放大区域点缀白色圆圈所示。
图3
共焦MITF和GATA4 LV的分析7 daysi / R 和c-LV7 dayssp + I / R 。共焦图像MITF染色(红色荧光)结合GATA4(绿色荧光)和核染色(蓝色荧光)LV的部分7 daysi / R 和LV7 dayssp + I / R 。规模的酒吧,20
μ m进一步放大区域点缀白色圆圈所示。
图4
高表达的MITF、c - kit和IA GATA47 dayssp + I / R 。(一)对IA免疫印迹分析结果7 daysi / R 和IA7 dayssp + I / R 老鼠。(罪犯)中存在相对目标基因的mRNA水平和分析
∗
P
<
0.05
与相应的控制使用学生的
t
以及。
(一)
(b)
(c)
(d)
3.2。MITF扮演着一个重要的角色在SP-Promoted增殖和迁移的c - kit <一口> + < /一口>叫<一口> < /一口>细胞高
如果SP / NK1 R信号积极调节内源性居民c - kit+ 细胞IA通过c - kit, GATA4 MITF,然后更多的c - kit+ 细胞IA7 dayssp + I / R 可能比从IA迁移吗7 daysi / R 。为了验证这一点,IA7 daysi / R 和IA7 dayssp + I / R 使用一个片段被培养
体外 外植体测定产物。扩大了c - kit+ 细胞在共焦显微镜的特征。共焦图像和流式细胞仪分析表明,c - kit迁移+ 细胞IA7 dayssp + I / R edc从IA明显高于7 daysi / R 没有,存在额外的SP治疗(图
5 )。SP是否影响MITF和GATA4 c - kit的表达+ 细胞,纯化c - kit+ 细胞IA7 daysi / R 使用mac方法edc与c - kit抗体。纯化c - kit+ 细胞治疗与SP在指定的时间点。如图
6(一) ,SP-treated c - kit+ 细胞显著激活一种蛋白激酶的磷酸化10分钟和增强c - kit的磷酸化和MITF 8 h。c - kit的表达、GATA4 MITF SP随后引起增加8 h(图
6(一) )。存在显示的表达升高MITF 16 h(图
6 (b) )。共焦图像进一步证实MITF相当重叠的位置和表达与c - kit或GATA4表达式(数字
6 (c) - - - - - -
6 (e) )。我们接下来用RP67589和FTY720进一步验证是否c - kit的扩张+ 至少部分是由于细胞SP / NK1 R信号和MITF表达式。这些抑制剂单独和组合显著地抑制细胞增殖和迁移的提高引起的SP(数字
7(一) 和
7 (b) )。此外,这些抑制剂单独和共同阻止c - kit的upregulation GATA4, MITF SP-treated c - kit+ 细胞信使rna和蛋白质水平(图
7 (c) ,无花果。
S1 和无花果。
S2 )。因此,这些观察结果表明,SP / NK1 R signaling-accelerated c - kit+ 细胞扩张可能与c - kit, GATA4 MITF表达式。
图5
c - kit的扩张+ 细胞IA7 daysi / R 和IA7 dayssp + I / R 有或没有SP。(a)共焦荧光图像,图像显示了c-Kit-expressing(绿色)每组细胞。赫斯特33342年(蓝色)允许可视化细胞核的细胞。规模的酒吧,20
μ m。图c - kit的数量+ 细胞/毫米2 每组(%)表示为一个百分比差异相比,相应的控制。
∗
∗
∗
P
<
0.001
与相应的控制使用学生的
t
以及。(b)代表点阴谋edc来源于IA的流式细胞仪分析7 daysi / R 和IA7 dayssp + I / R 存在与否的SP (10 nM)使用c - kit抗体。消极的控制显示非特异性结合的评估的Alexa萤石®488 c - kit抗体+ 细胞。
(一)
(b)
图6
SP诱发MITF在c - kit的表达+ 细胞。(一)免疫印迹分析显示在SP-treated c - kit目标蛋白的表达+ 随着时间的推移细胞。(b)中存在的分析相对mRNA水平MITF c - kit+ 细胞SP治疗后(10 nM)在指定的时间点。
∗
P
<
0.05
或
∗
∗
P
<
0.01
与相应的控制使用学生的
t
以及。(汉英)共焦显微镜图像显示c - kit, MITF, GATA4和双重染色,这些目标蛋白在治疗和SP-treated c - kit+ 细胞。DAPI(蓝色)允许可视化细胞核的细胞。酒吧,100
μ m。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
图7
FTY720的影响和RP67580 SP-treated c - kit+ 细胞。(一)图表明c - kit的扩散+ 细胞与一个或两种抑制剂,如发现使用EZ-Cytox细胞生存能力分析工具。(b)相差transwell迁移试验控制和SP的图像与一个或两种抑制剂治疗。图说明细胞迁移的速度。
∗
P
<
0.05
,
∗
∗
P
<
0.01
,或
∗
∗
P
<
0.001
与相应的控件使用单向方差分析(方差分析)其次是图基的事后测试或学生的
t
以及。(c)的影响FTY720 RP67580 SP-stimulated c - kit+ 细胞这些抑制剂的使用一个或两个。肌动蛋白是加载控制。(d)的分子机制模型SP在LV修复I / R后。
(一)
(b)
(c)
(d)
4所示。讨论
在目前的研究中,我们发现了大量的c - kit+ GATA4高 细胞IA7 daysi / R 周效磺胺-乙胺嘧啶的治疗。的表达MITF和GATA4蛋白质和IA mRNA水平7 dayssp + I / R 和SP-treated c - kit+ 细胞显著增加。尽管MITF的特定角色和GATA4心脏修复尚未验证,几项研究已经提出功能MITF和GATA4之间的联系可能会影响到c - kit+ MI后细胞。一项研究报道,MITF转录促进GATA4表达式通过绑定到E箱GATA4启动子在心脏肥大,应对压力从缺血
9 ]。MITF也可以直接与c - kit信令交互,不仅表达了颅神经嵴衍生品和肥大细胞也在心肌细胞(
18 ]。例如,一项研究表明c - kit识别心脏祖细胞的心脏神经嵴(CNC)使用两个重组酶系统和c - kit起源CreERT2 / + 和Wnt1-Flpe重组酶驱动鼠标线(
18 ]。c - kit的+ 在c - kit CNC-derived心肌细胞CreERT2 / + 血统追踪普遍存在心房和心室心肌细胞,以及在心包、心内膜和心外膜的细胞(
18 ]。有趣的是,MITF在c - kit表达+ 加工中心及其cardiomyocytic衍生品(
18 ]。
GATA4是证明能力的锌指转录因子激活Bcl2 mRNA和蛋白水平的适应性反应心肌细胞,帮助提高心肌细胞存活率(
19 ]。在另一项研究中,GATA4超表达转基因小鼠的调节的Bcl2水平心脏冠状动脉流量增加储备,以及加强心脏收缩性通过促进血管生成因素如VEGF (
20. ]。此外,一项研究产生了D3老鼠胚胎干细胞与高度表达GATA4 [
21 ]。细胞系增强心肌细胞一代在微分拟胚体和内源性心脏分化基因的表达升高
21 ]。在另一项研究中,研究人员创建的c - kit+ 细胞与慢病毒编码的四个不同的心脏转录factors-GATA4 MEF3C, NKX2.5, TBX5-alone或相互结合
22 ]。没有明显的诱导内皮细胞标记物被发现在GATA4-overexpressing c - kit+ 细胞(
22 ]。
最近,皮耶罗Anversa博士的以前的工作,研究了c - kit+ 心脏干细胞已经被收回。此外,内生c - kit细胞的作用仍然质疑心脏干细胞的存在。事实上,急性心肌梗死机制是完全不同的,还有那些管理对MI伤口修复反应,所以假设P物质应该有助于在心肌梗死后心脏再生是毫无根据的。虽然我们表明,c - kit的表达,MITF, GATA4 SP与居民相关引起的c - kit+ 细胞在LV的扩张修复后的I / R,目前的研究不是c - kit的主要焦点,而是在c - kit SP信号+ 细胞。值得注意的是,不同c - kit, MITF或GATA4细胞IA之间的分布7 daysi / R 和IA7 dayssp + I / R 组。c - kit的分布+ ,MITF+ ,GATA4+ 细胞IA7 daysi / R 集团分布在整个梗塞相对较好,而c - kit的最高浓度+ ,MITF+ ,GATA4+ 细胞IA7 dayssp + I / R 集团更焦和位于血管结构DAPI光环包围+ 细胞。如图
7 (d) ,我们的研究结果并没有建立一个因果关系SP-mediated激活c - kit, GATA4, MITF和c - kit的扩张+ GATA4高 MITF+ I / R后心肌细胞。尽管如此,我们综合分析清楚地证明了心脏LV之间特定的标记7 daysi / R 和LV7 dayssp + I / R SP,通过GATA4 MITF表达式,可以提高c - kit的扩张+ GATA4高 细胞。总的来说,我们的研究结果表明,MITF可能连接c - kit发挥转录监管机构的作用+ GATA4高 细胞和SP-mediated c - kit+ mi后细胞扩张。