氟化钠诱导ROS在心肌细胞线粒体和MAPK信号通路中的机理

The influence of fluoride on the cardiovascular system has been the focus of people's attention, researches which focus on the myocardial injury and organizational, physiological, biochemical effects on atherosclerosis caused by fluoride shows that fluoride have obvious damage effects on myocardial and cardiac function. Oxidative damage of Fluoride on myocardial has been reported, moderately increased level of ROS may signaling pathways of apoptosis as a signal, when apoptosis is started, the further increased level of ROS could speed the process of apoptosis. Our previous study found that cardiac myocytes cultured with the different concentration of fluoride for 2 hours will be apoptosis in different level, and it activate JNK phosphorylation of MAPK signaling pathways. However, through which signal pathway of the MAPK does fluoride induce myocardial cell apoptosis? How much damage it has on apoptosis? Whether the function of Cardiac contraction has changed? What kind of relationship between the ROS and the mitochondria apoptosis pathway and MAPK? Because of above questions, the mechanism of fluoride on cardiac toxicology has to investigate deeply.. Our purpose is to discover the effects of fluoride on cardiac myocytes' oxidative stress, mitochondrial apoptosis pathway and MAPK signaling pathways. This study further reveals the relationships among Fluoride, MAPK, mitochondrial apoptosis access and the oxidative stress by our result how much effect on the myocardial cell apoptosis and evaluate myocardial contraction function.

有关氟对心血管系统的影响日益受到人们的关注,对氟致心肌损伤及动脉硬化的组织形态、生理生化等方面的研究表明氟对心肌及心功能有明显的损伤作用。氟对心肌的氧化损伤已从多个方面得到验证，ROS水平轻度升高可能作为信号触发凋亡信号转导途径，当凋亡启动后，ROS进一步升高可能加速凋亡过程。我们前期研究发现，不同浓度氟作用于体外培养心肌细胞2h，可引起细胞不同程度死亡，并且激活了MAPK信号通路的JNK磷酸化。但是，氟是通过MAPK哪个通路诱导心肌细胞发生凋亡，且凋亡的损伤程度有多大？心肌收缩功能是否变化？ROS与线粒体凋亡途径和MAPK信号通路的具体关系是怎样的？成为探究氟的心脏毒理学机制必须深入解决的问题。.本研究旨在探讨氟对心肌细胞的氧化应激、线粒体凋亡通路和MAPK信号转导通路的影响，并观察它对心肌细胞凋亡的影响程度，以及心肌收缩功能的评价，进而揭示MAPK、线粒体凋亡通路、氧化应激之间的关系。

本项目是专项基金项目（科学部主任基金研究项目，批准号：31240009）。主要研究过量氟对小鼠心肌细胞的细胞凋亡，氧化应激以及MAPK 信号转导通路的影响，综合评价氟对小鼠心肌收缩功能的影响。.按照项目计划任务书的要求，本项目主要通过对体外分离和培养的小鼠心肌细胞进行染毒，研究过量氟对心肌细胞凋亡以及收缩功能的影响。已基本完成任务书中的各项研究内容和目标。.研究内容如下：通过离体心脏灌流法分离小鼠心肌细胞，向细胞培养基中添加不同剂量氟化钠（0.5,1,5,10,20mg/L），成功建立了染氟小鼠心肌细胞的实验模型，在染毒后，不同的时间点（10min，20min，30min，1h，2h）收集心肌细胞，用单细胞动缘探测系统同步检测心肌细胞收缩率；用流式细胞仪检测心肌细胞的存活率，用Western-blot的方法对MAPK家族的三条主要通路的蛋白表达量进行检测。.研究结果显示：随着染氟浓度的增加和作用时间的加长，过量氟明显降低了心肌中的SOD含量增加了MDA和ROS的含量，致小鼠心肌细胞出现不同程度的凋亡同时心肌细胞的收缩功能明显下降。Western-blot的检测结果证实了过量氟激活了MAPK信号通路中的JNK和P-38的磷酸化，同时激活了保护心肌的蛋白AMPK的磷酸化水平，提示氟通过调控MAPK信号传递路径中的JNK和P-38通路导致小鼠心肌细胞凋亡和损伤，最终影响了心肌的收缩功能。.此外，在执行本项目过程中，项目组成员根据体外试验结果，以及相关文献报道，进一步研究了氟对大鼠心肌组织氧化应激和凋亡蛋白表达的影响，结合本项目的体外实验结果，从不同角度研究了氟对心肌功能的影响。.最后，由于本项目执行期为一年，目前所取得研究成果主要包括已发表相关论文2篇（SCI收录）；申报并获批国家自然基金青年基金项目1项，主持人阎小艳应邀参加了第30届和第31届国际氟化物学术研讨会，并在大会发言，发表论文摘要3篇。