骨形成蛋白4通过激活ERK1/2信号通路诱导大鼠H9C2心肌细胞肥大的机制

目的心肌肥大的刺激因素及发生机制尚不完全明确,文中旨在探讨骨形成蛋白4(bone morphogenetic protein 4,BMP4)通过激活细胞外信号调节激酶(extracellular signal regulating kinase,ERK1/2)诱导大鼠H9C2心肌细胞肥大的机制。方法培养大鼠H9C2心肌细胞。首先建立BMP4诱导的大鼠H9C2心肌细胞肥大模型,随机将细胞分为对照A组、BMP4 A组、血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)组,培养48 h;其次,观察以50μg/L的BMP4作用不同时间(0、10、30、60、120 min)及以不同浓度(0、10、50、100μg/L)的BMP4作用30 min后大鼠H9C2心肌细胞ERK1/2蛋白磷酸化(p-ERK1/2)表达的变化,分别记为0、10、30、60、120 min组及0、10、50、100μg/L组;最后,深入观察阻断ERKl/2信号通路后H9C2心肌细胞的变化,随机将细胞分为对照B组、BMP4 B组、BMP4+PD98059组、PD98059组,PD98059终浓度50×10-6mol/L阻断30 min后加入BMP4(50μg/L)继续培养48 h。倒置显微镜观察细胞形态大小,Image J软件测量细胞面积,BCA法测细胞总蛋白含量,Western blot检测p-ERK1/2及心肌细胞肥大标志物脑钠尿肽(brain natriuretic factor or peptide,BNP)的表达。结果对照A组、BMP4 A组、AngⅡ组心肌细胞面积[(649.74±2.03)、(744.85±1.31)、(748.39±1.54)μm2],蛋白含量[(243.18±3.69)、(340.09±2.14)、(347.43±3.30)pg/cell]、BNP蛋白表达水平[(0.72±0.44)、(0.96±0.55)、(1.07±0.55)/GAPDH]逐渐升高,两两比较差异均有统计学意义(P<0.05)。BMP4干预心肌细胞后p-ERK1/2表达随时间出现先升高后下降的变化,30 min时达到高峰。30 min p-ERK1/2蛋白磷酸化表达明显高于0、60、120 min组(P<0.01),亦高于10 min组(P<0.05);BMP4不同浓度干预心肌细胞,p-ERK1/2蛋白磷酸化表达随BMP4干预浓度增加而增大,50μg/L组p-ERK1/2蛋白磷酸化表达明显高于0、10μg/L组,并低于100μg/L组(P<0.01)。BMP4+PD98059组H9C2心肌细胞面积、蛋白含量、灰度值显著低于BMP4 B组[(650.49±1.28)μm2vs(746.04±1.45)μm2,(244.06±3.48)pg/cell vs(343.57±4.11)pg/cell,(0.55±0.15)/GAPDH vs(0.79±0.55)/GAPDH,P<0.01]。结论 BMP4可能通过激活ERK1/2信号通路诱导大鼠H9C2心肌细胞肥大;早期阻断ERK1/2的激活,可能对治疗心肌肥大有临床裨益。