Effects of overexpressing NOR-1 on cell death and cell viability in human cardiomyocytes during doxorubicin-induced stress

Koronar hjertesykdom er den ledende dødsårsaken i verden, karakterisert av redusert blodforsyning til hjertet. Ubehandlet kan dette føre til en fullstendig blokkering av koronararteriene, kjent som et hjerteinfarkt. Gjenåpning av den blokkerte arterien er kritisk for å unngå irreversibel skade på hjertet. Paradoksalt nok, så kan reperfusjon i seg selv skade kardiomyocyttene i hjertet på grunn av blant annet kraftig økning i reaktive oksygenforbindelser. Denne skaden kalles reperfusjonsskade og det finnes per i dag ingen optimale behandlingsmetoder for å unngå dette. Doksorubicin (DOX), en ofte brukt kreftmedisin, er også kjent for å være toksisk for kardiomyocytter på grunn av økt produksjon av reaktive oksygenforbindelser. Trening kan beskytte hjertet mot både reperfusjonsskade og DOX-indusert hjerteskade, men den eksakte mekanismen er fortsatt ukjent. Videre så er det vist at nuclear receptor 4A3 (NR4A3), som koder for proteinet neuron-derived orphan receptor 1 (NOR-1), er det genet som responderer mest på trening og inaktivitet i skjelettmuskulatur. Vår hypotese var derfor at NOR-1 kunne beskytte kardiomyocytter mot oksidativt stress forårsaket av DOX. I tillegg var hypotesen vår at NOR-1 kunne forberede kardiomyocyttene mot en eventuell stress-situasjon i ustimulerte forhold ved å øke celleviabiliteten. AC16 kardiomyocytter ble transfektert med en vektor som inneholdt NR4A3 genet for å overuttrykke NOR-1. Kardiomyocyttene ble så delt inn i enten en DOX-behandlet gruppe, som ble utsatt for 5 µM DOX i 12 timer, eller en ustimulert kontrollgruppe. AC16 kardiomyocytter transfektert med en tom vektor fungerte som en kontroll i begge gruppene. Laktatdehydrogenase (LDH)-, 3-(4,5-dimetyltiazol-2-yl)-2,5-difenyltetrazoliumbromid (MTT)- og caspase-3 aktivitetsanalyser ble utført for å måle henholdsvis celledød, celleviabilitet og apoptose. I tillegg ble western blot utført for å måle utrykket av forskjellige proteiner som er kjent for å være hjertebeskyttende. I denne studien viste vi at overuttrykk av NOR-1 reduserte celledød (P<0,05) og apoptose (P<0,01), mens celleviabiliteten økte (P<0,05) i DOX-behandlede AC16 kardiomyocytter. Vi observerte i tillegg en økning i fosforyleringen av ekstracellulær signal-regulert kinase (ERK) (P<0,01) og økt proteinuttrykk av B cell lymfoma-extra large (Bcl-xL) (P<0,01). Vi så ingen signifikant endring i fosforyleringen av protein kinase B (Akt), glykogen syntase kinase-3β (GSK-3β) og signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3), eller proteinutrykket av superoksid dismutase 2 (SOD2) og syklin 1. Under ustimulerte forhold, så førte overuttrykk av NOR-1 til økt celleviabilitet (P