细胞自噬在骨形成蛋白4促大鼠H9C2心肌细胞肥大中的作用及机制

目的骨形成蛋白4(bone morphogenetic protein 4,BMP4)可诱导大鼠H9C2心肌细胞肥大,为进一步寻求其调控机制,文中探讨细胞自噬在心肌肥大中的作用及其与细胞外信号调节激酶(extracellular signal regulating kinase,ERK1/2)的相互关系。方法将H9C2心肌细胞随机分为4组:对照组、BMP4组、BMP4+ERK1/2信号通路抑制剂(PD98059)组、BMP4+自噬抑制剂(3MA)组,PD98059与3MA终浓度分别为50μmol/L与5 mmol/L,阻断30 min后加入浓度为50μg/L的BMP4。各组继续培养30 min后提取总蛋白分别检测微管相关蛋白1轻链3(tiny tubes related proteins 1 light chain 3,LC3)与pERK1/2的表达;48h后观察细胞表面积、平均蛋白含量、α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)的蛋白表达水平。在倒置显微镜下观察细胞的形态,用Image J软件测量细胞表面积,BCA法测细胞总蛋白含量、Western blot检测LC3、ERK1/2、p-ERK1/2及α-SMA的蛋白表达。结果 30 min后,与对照组相比,BMP4组LC3、p-ERK1/2蛋白表达均显著增强[(1.54±0.05)vs(1.95±0.11),(0.94±0.04)vs(1.33±0.06),P<0.01],BMP4+3MA组及BMP4+PD98059组均无明显变化(P>0.05);与BMP4组相比,BMP4+PD98059组、BMP4+3MA组LC3表达与p-ERK1/2均显著降低(P<0.01);而BMP4+PD98059组与BMP4+3MA组比较表达均无明显变化(P>0.05)。48 h后,与对照组相比,BMP4组细胞表面积、平均蛋白含量、α-SMA的蛋白表达水平均显著增加[(644.1±15.01)μm2vs(745.6±14.43)μm2,(240.0±7.26)pg/cell vs(347.1±5.4)pg/cell,(1.22±0.06 vs 1.99±0.03),P<0.01];与BMP4组相比,BMP4+PD98059组、BMP4+3MA组细胞面积、平均蛋白含量、α-SMA的蛋白表达水平均显著减少(P<0.01),而BMP4+PD98059组与BMP4+3MA组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论细胞自噬可能通过ERK1/2信号通路参与了BMP4促大鼠H9C2心肌细胞肥大,阻断细胞自噬或ERK1/2信号通路的激活,可能对心肌肥大有治疗作用。