摘要缺氧-酸中毒是心肌梗死和心力衰竭等心血管疾病的常见病理生理过程,它可引起心肌细胞能量代谢的紊乱和氧化应激,从而导致线粒体功能损伤和细胞凋亡。此外,缺氧-酸中毒可导致血管内皮细胞功能紊乱和炎症反应,进而引起血管损伤和收缩功能下降。因此,缺氧和酸中毒对心血管疾病的影响是一个复杂的过程,涉及多个细胞类型和生物学过程,深入研究缺氧-酸中毒对心血管系统的影响机制,可以为心血管疾病的预防和治疗提供新的思路和策略。<br> 微小RNA通过结合靶基因的3''端非编码区(3''untranslated region,3''UTR),降解靶基因信使RNA或抑制靶基因的翻译发挥调节作用。微小RNA-126(miR-126)是一种血管内皮高度表达的微小RNA,对于维持内皮细胞完整性、调节血管生成、预防动脉粥样硬化和调节血管功能等方面具有关键作用。尽管miR-126已经被证明在许多心血管疾病中发挥重要作用,但其在缺氧-酸中毒中的作用尚未完全明确。<br> 目的:<br> 探讨miR-126在缺氧-酸中毒诱导的心肌细胞凋亡和血管内皮炎症中的作用,以期为深入理解心血管疾病的发生和发展提供新的实验依据。<br> 内容:<br> 第一部分:miR-126对心肌梗死的调控机制:基于靶基因通路的生物信息学分析。应用NCBI的GEO数据库筛选数据集,选择GSE24591数据集进行miRNA表达分析。利用Sangerbox进行差异分析和作图,通过miRWalk对miRNA-126-5p进行靶基因预测,使用clusterProfiler R包进行GO和KEGG通路的富集,同时使用StringDB寻找靶基因的相互作用网络,并通过Cytoscape绘制靶基因的相互作用网络。<br> 第二部分:miR-126在缺氧-酸中毒诱导的心肌细胞凋亡中的作用。(1)在缺氧酸中毒条件下培养小鼠心肌细胞,利用RT-qPCR检测miR-126的表达水平,使用TUNEL法评估凋亡的程度,并通过免疫印迹检测炎症因子TNF-α、IL-6、IL-8的水平。(2)在心肌细胞转染antimiR-126前后进行缺氧酸中毒培养,利用RT-qPCR检测miR-126的表达,使用TUNEL法评估凋亡的程度,并通过免疫印迹检测炎症因子TNF-α、IL-6、IL-8的水平。(3)在心肌细胞转染antimiR-126前后进行不同程度的缺氧酸中毒培养,通过免疫印迹检测炎症因子TNF-α、IL-6、IL-8的水平。(4)在心肌细胞转染antimiR-126前后进行缺氧酸中毒培养,通过免疫印迹检测p-p38、p-JNK和Bcl-2的表达。<br> 第三部分:miR-126在缺氧酸中毒诱导的血管内皮炎症中的作用。(1)对血管内皮细胞进行缺氧酸中毒培养,通过RT-qPCR检测miR-126、HMGB1 RNA的水平,并通过免疫印迹检测HMGB1的蛋白表达水平(2)对血管内皮细胞进行缺氧酸中毒培养,通过蛋白免疫印迹检测NADPH、TNF-α、p-Akt、Bcl-2的水平,并使用DCFH-DA探针标记细胞中ROS水平。(3)在转染premiR-126或antimiR-126后对血管内皮细胞进行缺氧酸中毒培养,通过RT-qPCR 检测miR-126、HMGB1 RNA的表达水平,并通过蛋白免疫印迹检测HMGB1蛋白的表达水平。(4)构建包含野生型及突变型HMGB1基因3''UTR种子序列的双荧光素报告基因载体,并与miR-126-5p进行共转染,检测荧光素酶活性。(5)在转染premiR-126或antimiR-126后对内皮细胞进行缺氧酸中毒培养,通过DCFH-DA探针标记细胞中ROS水平,并通过免疫印迹检测NADPH、TNF-α、p-Akt 和 Bcl-2 的水平。<br> 结果:<br> 1、使用GEO数据库及Sangerbox分析工具,发现miR-126在心肌梗死组织中的表达量显著增高。生物信息学分析结果显示,miR-126可以调节MAPK信号通路,并对靶基因HMGB1具有调控作用。<br> 2、缺氧酸中毒情况下,心肌细胞miR-126的表达增加,心肌细胞凋亡、炎症因子表达也显著增加。在基因转染antimiR-126后,缺氧酸中毒引起的心肌细胞凋亡、炎症因子表达减轻。<br> 3、缺氧酸中毒情况下,心肌细胞p38、JNK磷酸化水平增强,Bcl-2表达下降;心肌细胞转染antimiR-126后,p38、JNK磷酸化水平被削弱,抗凋亡因子Bcl-2表达增加。<br> 4、缺氧酸中毒情况下,内皮细胞转染antimiR-126后HMGB1表达增加,ROS、NADPH和TNF-α的表达增加,Akt磷酸化增强,Bcl-2的表达显著增加。<br> 5、缺氧酸中毒情况下,内皮细胞中的miR-126通过与HMGB1基因3''UTR结合,从而促进HMGB1基因的降解并抑制其翻译过程,最终导致HMGB1表达的降低。<br> 结论:<br> 1、在心肌梗死组织中,miR-126的表达水平显著上调。生物信息学分析结果表明,miR-126可以调节MAPK信号通路并具有对靶基因HMGB1的调控作用。<br> 2、心肌细胞缺氧酸中毒后,miR-126通过激活p38MAPK/JNK信号通路、抑制Bcl-2的表达,从而导致细胞凋亡反应。<br> 3、内皮细胞缺氧酸中毒后,miR-126能够通过抑制HMGB1基因的表达下调炎症反应。
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