尼古丁促进高糖高脂诱导的心肌细胞凋亡的机制研究

作者：赵静; 郭蕊; 孟芝君; 刘彩红; 谢耀丽; 刘晶; 曹济民; 王亚静^*

来源：中国现代医学杂志, 2023, 33(02): 25-34.

• 糖尿病
• 心肌病
• 尼古丁
• 心肌细胞凋亡
• Cyp1a1
• Chrnb4

目的 探究尼古丁对心肌细胞凋亡的影响及与吸烟密切相关细胞色素酶P4501A1(Cyp1a1)和神经元乙酰胆碱受体β4亚基（Chrnb4）基因在尼古丁诱导心肌细胞凋亡中的作用机制。方法 根据不同方法将细胞分为对照组、尼古丁组、高糖/高脂模型组、尼古丁+高糖高脂模型组、shRNA-NC组、shRNA-Cyp1a1组、AMPK抑制剂组、shRNA-Cyp1a1+AMPK抑制剂组、shRNA-Chrnb4组、shRNA-Chrnb4+AMPK抑制剂组。制备H9C2细胞高糖/高脂模型，转染Cyp1a1或Chrnb4干扰质粒，采用尼古丁或AMPK抑制剂处理。流式细胞术检测细胞凋亡、活性氧、线粒体膜电位，ELISA法检测细胞内超氧化物歧化酶活性和微量丙二醛含量，Western blotting检测细胞中Cyp1a1、Chrnb4、Caspase-2、Caspase-3、Caspase-9、p-AMPK的表达。结果 尼古丁组、高糖/高脂模型组、尼古丁+高糖/高脂模型组SOD较对照组降低（P <0.05），尼古丁+高糖/高脂模型组较高糖/高脂模型组降低（P <0.05）。尼古丁+高糖/高脂模型组MDA较对照组和高糖/高脂模型组升高（P <0.05）。高糖/高脂模型组、尼古丁+高糖/高脂模型组ROS含量较对照组升高（P <0.05），尼古丁+高糖/高脂模型组较高糖/高脂模型组升高（P <0.05）。尼古丁组、高糖/高脂模型组、尼古丁+高糖/高脂模型组线粒体膜电位较对照组降低（P <0.05），尼古丁+高糖/高脂模型组较高糖/高脂模型组降低（P <0.05）。尼古丁组、高糖/高脂模型组、尼古丁+高糖/高脂模型组Cyp1a1和Chrnb4 mRNA相对表达量较对照组升高（P <0.05），尼古丁+高糖/高脂模型组较高糖/高脂模型组升高（P <0.05）。尼古丁组和尼古丁+高糖/高脂模型组Caspase-2、Caspase-3、Caspase-9、Cyp1a1、Chrnb4蛋白相对表达量较对照组升高（P <0.05）,p-AMPK蛋白相对表达量较对照组降低（P <0.05），高糖/高脂模型组p-AMPK蛋白相对表达量较对照组降低（P <0.05）,Caspase-9、Cyp1a1、Chrnb4蛋白相对表达量较对照组升高（P <0.05），尼古丁+高糖/高脂模型组Caspase-2、Caspase-3、Caspase-9、Cyp1a1、Chrnb4蛋白相对表达量较高糖/高脂模型组升高（P <0.05）,p-AMPK蛋白相对表达量较高糖/高脂模型组降低（P <0.05）。shRNACyp1a1组心肌细胞凋亡率较shRNA-NC组降低（P <0.05）,AMPK抑制剂组和shRNA-Cyp1a1+AMPK抑制剂组较shRNA-NC组增加（P <0.05）,shRNA-Cyp1a1+AMPK抑制剂组较AMPK抑制剂组降低（P<0.05）。shRNA-Cyp1a1组Caspase-2、Caspase-3、Caspase-9、Cyp1a1蛋白相对表达量较shRNA-NC组降低（P<0.05）,p-AMPK蛋白相对表达量较shRNA-NC组升高（P <0.05）,AMPK抑制剂组Caspase-2、Caspase-3、Caspase-9、Cyp1a1蛋白相对表达量较shRNA-Cyp1a1+AMPK抑制剂组升高（P <0.05）,p-AMPK蛋白相对表达量较shRNA-Cyp1a1+AMPK抑制剂组降低（P <0.05）,shRNA-Cyp1a1+AMPK抑制剂组Cyp1a1蛋白相对表达量与shRNA-Cyp1a1组无差异（P>0.05）。shRNA-Chrnb4组心肌细胞凋亡率较shRNA-NC组降低（P <0.05）,AMPK抑制剂组和shRNA-Chrnb4+AMPK抑制剂组较shRNA-NC组增加（P<0.05）,shRNAChrnb4+AMPK抑制剂组较AMPK抑制剂组降低（P <0.05）。shRNA-Chrnb4组Caspase-2、Caspase-3、Caspase-9、Chrnb4蛋白相对表达量较shRNA-NC组降低（P <0.05）,p-AMPK蛋白相对表达量较shRNA-NC组升高（P <0.05）,AMPK抑制剂组和shRNA-Chrnb4+AMPK抑制剂组Caspase-2、Caspase-3、Caspase-9蛋白相对表达量较shRNA-NC组升高，p-AMPK蛋白相对表达量较shRNA-NC组降低（P <0.05）,shRNA-Chrnb4+AMPK抑制剂组Chrnb4蛋白较shRNA-NC组降低，shRNA-Chrnb4+AMPK抑制剂组Caspase-2、Caspase-3、Caspase-9、Chrnb4蛋白相对表达量较AMPK抑制剂组降低（P <0.05）,p-AMPK蛋白相对表达量较AMPK抑制剂组升高（P <0.05）。shRNA-Chrnb4+AMPK抑制剂组Chrnb4蛋白相对表达量与shRNA-Chrnb4组无差异（P>0.05）。结论 Cyp1a1、Chrnb4参与尼古丁诱导心肌细胞凋亡，其机制可能是通过抑制AMPK磷酸化，导致线粒体功能障碍，氧化应激增加，最终激活Caspase-2凋亡途径。

• 单位
  山西医科大学; 山西医科大学第二医院; 基础医学院