基于生物信息学筛选肝脏缺血-再灌注损伤泛凋亡关键基因

目的探讨泛凋亡与肝脏缺血-再灌注损伤(HIRI)之间的关系,筛选HIRI的泛凋亡关键基因。方法通过基因表达综合数据库和GeneCards数据库获得泛凋亡相关差异表达基因(PDG)。通过基因本体(GO)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)以及基因集富集分析(GSEA)探索PDG相关的生物学途径。构建蛋白质相互作用网络。筛选关键基因,评估关键基因的诊断价值,并在HIRI小鼠中进行验证。基于转录样本中不同细胞类型相对丰度算法进行免疫细胞浸润分析。结果经筛选共获得16个PDG。GO结果显示,PDG与细胞代谢密切相关;KEGG结果显示,PDG主要富集在细胞凋亡等细胞死亡途径以及肿瘤坏死因子信号通路等免疫相关信号通路;GSEA结果显示,关键基因主要富集在丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路等免疫相关信号通路。筛选出DFFB和TNFSF102个关键基因,其在诊断HIRI方面准确度高,曲线下面积分别为0.964、1.000。免疫浸润分析结果显示,对照组静息自然杀伤细胞、M2型巨噬细胞等浸润较多,HIRI组M0型巨噬细胞、中性粒细胞、初始细胞等浸润较多。实时荧光定量聚合酶链反应结果显示,与Sham组比较,HIRI组小鼠肝组织DFFB信使RNA相对表达量增加,TNFSF10信使RNA相对表达量降低。Cibersort分析结果显示,初始B细胞浸润丰度与DFFB表达呈正相关(r=0.70,P=0.035),M2型巨噬细胞浸润丰度与TNFSF10表达呈正相关(r=0.68,P=0.045)。结论泛凋亡相关基因DFFB和TNFSF10可能是HIRI潜在的生物标志物和治疗靶点。

内皮型一氧化氮合酶在运动预适应改善心肌缺血-再灌注损伤中的作用

背景:运动是防治各种心血管疾病并保护心脏免受缺血-再灌注损伤的有效策略,其作用机制有待深入研究。目的:观察有氧运动预适应对心肌缺血-再灌注损伤的影响,并探讨内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)激活(包括偶联和磷酸化)在其间的作用。方法:取80只成年Wistar大鼠,采用随机数字表法分为安静组(n=40)和运动组(n=40),运动组进行8周有氧运动,安静组在鼠笼内安静饲养。8周后进行3项实验:①实验1:末次训练后,检测大鼠心功能、心脏NO代谢物含量及心脏eNOS、磷酸化eNOS-S1177、eNOS二聚体、eNOS单体的蛋白表达量;②实验2:将大鼠分为安静对照组、运动对照组、安静+eNOS抑制剂组、运动+eNOS抑制剂组,均进行体外心肌缺血-再灌注损伤实验,安静+eNOS抑制剂组、运动+eNOS抑制剂组再灌注前10 min持续灌注eNOS抑制剂,再灌注3 h后检测心功能与心肌梗死面积;③实验3:将大鼠分为安静对照组、运动对照组、安静+eNOS偶联剂组和运动+eNOS偶联剂组,均进行体外心肌缺血-再灌注损伤实验,安静+eNOS偶联剂组和运动+eNOS偶联剂组再灌注前10 min持续灌注eNOS偶联剂,再灌注3 h后检测心肌梗死面积、心脏NO代谢物含量及心脏eNOS、磷酸化eNOS-S1177、eNOS二聚体、eNOS单体和3-硝基酪氨酸的蛋白表达量(其中,磷酸化eNOS-S1177/eNOS比值反映eNOS磷酸化/去磷酸化水平,eNOS二聚体/单体比值反映eNOS偶联/解偶联水平)。结果与结论:①实验1:与安静组比较,运动组大鼠心输出量、左心室射血分数升高(P<0.05),亚硝酸盐和S-亚硝基硫醇含量升高(P<0.05),磷酸化eNOS-S1177、eNOS蛋白表达和磷酸化eNOS-S1177/eNOS比值上调(P<0.05),eNOS二聚体蛋白表达和eNOS二聚体/单体比值升高(P<0.05);②实验2:与安静对照组比较,运动对照组左心室发展压升高(P<0.05),心肌梗死面积下降(P<0.05);与运动对照组比较,运动+eNOS抑制剂组左心室发展压降低(P<0.05),心肌梗死面积增加(P<0.05);③实验3:与安静对照组比较,运动对照组左心室发展压升高(P<0.05),心肌梗死面积下降(P<0.05),磷酸化eNOS-S1177/eNOS比值下降(P<0.05),eNOS二聚体/单体比值下降(P<0.05),S-亚硝基硫醇含量增加(P<0.05),3-硝基酪氨酸蛋白表达量下调(P<0.05);与运动对照组比较,运动+eNOS偶联剂组左心室发展压降低(P<0.05),心肌梗死面积增加(P<0.05),磷酸化eNOS-S1177/eNOS比值升高(P<0.05),eNOS二聚体/单体比值升高(P<0.05),3-硝基酪氨酸蛋白表达升高(P<0.05);④结果表明:有氧运动预适应可诱导心脏保护效应,其机制与心脏缺血-再灌注期间eNOS解偶联以及去磷酸化进而抑制NO过度产生并降低硝基-氧化应激有关。

miR-155-5p通过调控心肌细胞焦亡对大鼠心肌缺血-再灌注损伤的影响及机制研究

目的探讨微小RNA(miR)-155-5p对心肌缺血-再灌注损伤(IRI)大鼠心肌细胞焦亡的影响及机制。方法60只SD大鼠随机分为假手术(sham)组、IRI组、agomir-NC组、miR-155-5p agomir组、antagomir-NC组和miR-155-5p antagomir组,每组10只。采用超声心动图仪测定大鼠左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室收缩末期内径(LVESD)、左心室射血分数(LVEF)和左心室短轴缩短率(LVFS)。酶联免疫吸附试验检测大鼠血清肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)和心肌肌钙蛋白T(cTnT)水平,心肌组织白细胞介素(IL)-1β、IL-6、IL-18和肿瘤坏死因子(TNF)-α水平;苏木素-伊红染色观察大鼠心肌组织病理学变化;实时荧光定量聚合酶链反应检测大鼠心肌组织miR-155-5p和沉默信息调节因子1(SIRT1)信使RNA(mRNA)表达水平;双荧光素酶报告基因实验验证miR-155-5p与SIRT1的靶向关系;蛋白质印迹法检测大鼠心肌组织SIRT1、NOD样受体蛋白3(NLRP3)、剪切型半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-1(Cleaved Caspase-1)和GSDMD蛋白表达水平。结果与sham组比较,IRI组大鼠LVEDD和LVESD升高,LVEF和LVFS降低,血清CK-MB、LDH和cTnT水平升高,心肌组织IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α水平升高,心肌组织结构破坏严重,心肌纤维排列紊乱,NLRP3、Cleaved Caspase-1和GSDMD蛋白相对表达量升高,SIRT1蛋白相对表达量降低(均为P<0.05/5)。与IRI组比较,miR-155-5p agomir组大鼠LVEDD和LVESD升高,LVEF和LVFS降低,血清CK-MB、LDH和cTnT水平升高,心肌组织中IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α水平升高,心肌组织病变程度加重,NLRP3、Cleaved Caspase-1和GSDMD蛋白相对表达量升高,SIRT1蛋白相对表达量降低;miR-155-5pantagomir组大鼠LVEDD和LVESD降低,LVEF和LVFS升高,血清CK-MB、LDH和cTnT水平降低,心肌组织中IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α水平降低,心肌组织病变程度减轻,NLRP3、Cleaved Caspase-1和GSDMD蛋白相对表达量下降,SIRT1蛋白相对表达量升高(均为P<0.05/5)。miR-155-5p与SIRT1在大鼠心肌组织中的表达水平呈负相关,且SIRT1是miR-155-5p的靶基因。结论miR-155-5p可能通过靶向下调SIRT1促进NLRP3介导的心肌细胞焦亡参与调节大鼠心肌IRI。

NLRP3炎性小体在治疗性浅低温后处理大鼠心肌缺血-再灌注中的作用

目的 分析NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎性小体在治疗性浅低温(34℃)后处理的大鼠离体心肌缺血-再灌注模型中的作用并探讨其机制。方法 选择清洁级成年雄性SD大鼠60只,7~10周龄,体重250~300 g。采用随机数字表法将大鼠分为五组:空白对照组(S组)、心肌缺血-再灌注组(IR组)、34℃浅低温后处理心肌缺血-再灌注组(MH组)、34℃浅低温后处理心肌缺血-再灌注+3-TYP组(HT组)和34℃浅低温后处理心肌缺血-再灌注+3-TYP+MCC950组(HTM组),每组12只。S组在37℃灌流液平衡灌流大鼠心脏180 min;IR组在37℃灌流液平衡灌流大鼠心脏30 min后,缺血30 min, 37℃灌注液再灌注120 min;MH组在37℃灌流液平衡灌流大鼠心脏30 min后,缺血30 min, 34℃灌注液再灌注120 min;HT组在37℃灌流液平衡灌流大鼠心脏30 min后,缺血30 min,在灌注液中加入沉默信息调节因子2同源蛋白3(sirt3)抑制剂3-TYP后行34℃灌注液再灌注120 min;HTM组在37℃灌流液平衡灌流大鼠心脏30 min后,缺血30 min,在灌注液中加入sirt3抑制剂3-TYP和NLRP3抑制剂MCC950后行34℃灌注液再灌注120 min。再灌注120 min后取离体心脏,采用ELISA法测定灌注后心脏漏液中IL-1β、IL-6浓度,Western blot法检测心肌组织中NLRP3和sirt3蛋白相对含量,1%氯化三苯基四氮唑染色计算心肌梗死面积,HE染色观察心肌病理变化。结果 与S组比较,IR组、MH组、HT组和HTM组再灌注30、60、90、120 min时HR明显减慢,LVSP、dp/dt_(max)明显降低,LVEDP明显升高;心脏漏液中IL-6和IL-1β浓度、心肌梗死面积百分比明显升高(P<0.05);IR组、HT组和HTM组心肌组织中sirt3蛋白含量明显降低,NLRP3蛋白含量明显升高(P<0.05);MH组心肌组织中sirt3和NLRP3蛋白含量明显升高(P<0.05)。与IR组比较,MH组和HTM组再灌注30、60、90、120 min时HR明显增快,LVSP、±dp/dt_(max)明显升高,LVEDP明显降低;心脏漏液中IL-6和IL-1β浓度、心肌梗死面积百分比明显降低(P<0.05);MH组心肌组织中sirt3蛋白含量明显升高,NLRP3蛋白含量明显降低(P<0.05);HTM组心肌组织中NLRP3蛋白含量明显降低(P<0.05)。与MH组比较,HT组再灌注30、60、90、120 min时HR明显减慢,LVSP、±dp/dt_(max)明显降低,LVEDP明显升高;心脏漏液中IL-6和IL-1β浓度、心肌梗死面积百分比、心肌组织中NLRP3蛋白含量明显升高(P<0.05);HT组和HTM组心肌组织中sirt3蛋白含量明显降低(P<0.05)。与HT组比较,HTM组再灌注30、60、90、120 min时HR明显增快,LVSP、±dp/dt_(max)明显升高,LVEDP明显降低;心脏漏液中IL-6和IL-1β浓度、心肌梗死面积百分比、心肌组织中NLRP3蛋白含量明显降低(P<0.05)。结论 治疗性浅低温(34℃)可通过改善离体心脏血流动力学参数、降低IL-6、IL-1β浓度、心肌组织中NLRP3蛋白含量、心肌梗死面积百分比、改善心肌病理学改变,减轻大鼠心肌缺血-再灌注损伤,其机制可能与线粒体介导sirt3通路抑制炎性小体NLRP3的高表达有关。

基于铁死亡相关基因构建心肌缺血-再灌注损伤的分子网络及其验证分析

目的探索心肌缺血-再灌注(I/R)损伤中铁死亡相关基因的表达及功能,通过构建分子网络及其验证分析,为心肌I/R损伤的治疗提供新的分子靶点。方法对GSE108940数据库中的基因表达数据进行标准化处理,利用火山图和热图筛选差异表达基因(DEGs)。结合FerrDb数据库,进行交集分析以识别铁死亡相关的差异表达基因(DEFRGs)。通过聚类分析器R包对这些基因进行GO和KEGG功能富集分析。使用STRING数据库构建蛋白质相互作用(PPI)网络,并利用Friends工具评估关键枢纽基因。通过GSE4105数据集和HL-1小鼠心肌细胞株缺氧-再氧化(OGD/R)模型,验证这些关键基因的表达变化。结果基于GSE108940数据集,通过标准化处理后的基因芯片数据,识别出533个DEGs,包括312个上调和221个下调基因。进一步通过交集分析,与FerrDb数据库中的铁死亡相关基因对比,识别出23个DEFRGs,其中19个上调、4个下调基因。这些基因的功能富集分析涵盖多个关键生物过程,如铁离子运输、细胞内铁离子稳态等,并在多个细胞组成部分和分子功能层面显示其重要性。PPI网络揭示了20个基因节点之间的复杂相互作用,并确定了5个关键枢纽基因:Sqstm1(Sequestosome 1)、转铁蛋白受体(Tfrc)、脂联素2(Lcn2)、细胞周期依赖性激酶抑制剂1A(Cdkn1a)和溶质载体家族40成员1(Slc40a1)。利用GSE4105数据集以及构建的HL-1小鼠心肌细胞株OGD/R模型,均显示这些关键基因在心肌I/R损伤模型中的表达变化。结论本研究基于生物信息学方法构建了心肌I/R损伤相关的铁死亡分子网络,并通过实验初步验证了关键枢纽基因的作用,为未来心肌I/R损伤的治疗提供了潜在的靶点。

香豆素通过调节Keap1/Nrf2/ARE信号通路减轻脑缺血-再灌注大鼠神经损伤

目的 探讨香豆素通过调节Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白(Keap)1/核因子E2相关因子(Nrf)2/抗氧化反应元件(ARE)信号通路减轻脑缺血-再灌注大鼠神经损伤。方法 大鼠随机分为假手术(Sham)组、脑缺血-再灌注损伤模型(CIRI)组,低(2.5 mg/kg)、中(5 mg/kg)、高剂量(10 mg/kg)香豆素组,Keap1/Nrf2/ARE信号通路抑制剂组(ML385)组及ML385+高剂量香豆素组,脑缺血2 h、再灌注24 h后采用Longa5分制法评估大鼠神经行为评分;2,3,5氯化三苯基四氮唑(TTC)染色测量大鼠脑梗死体积;苏木素-伊红(HE)染色观察大鼠脑皮质组织病理学变化;Western印迹检测大鼠脑皮质组织中Keap1/Nrf2/ARE信号通路相关因子[Keap1、Nrf2、血红素氧合酶(HO)-1、醌氧化还原酶(NQO)1]蛋白水平。结果 与Sham组比较,CIRI组神经行为评分、脑梗死体积,脑皮质组织中胞核Nrf2/Nrf2及HO-1、NQO1蛋白增加,Keap1蛋白减少,差异有统计学意义(P<0.05),且神经细胞可见明显病理学改变。与CIRI组比较,低、中、高剂量香豆素组神经行为评分、脑梗死体积及脑皮质组织中Keap1蛋白减少,脑皮质组织中胞核Nrf2/Nrf2及HO-1、NQO1蛋白增加,呈剂量依赖性,差异有统计学意义(P<0.05),且神经细胞损伤程度显著减轻;ML385组神经行为评分、脑梗死体积增加,脑皮质组织中胞核Nrf2/Nrf2及HO-1、NQO1蛋白减少,差异有统计学意义(P<0.05),且神经细胞损伤程度加重。与高剂量香豆素组比较,ML385+高剂量香豆素组神经行为评分、脑梗死体积增加,脑皮质组织中胞核Nrf2/Nrf2及HO-1、NQO1蛋白减少,差异有统计学意义(P<0.05),且神经细胞损伤程度有所加重。结论 香豆素可减轻脑缺血-再灌注大鼠神经损伤,可能通过激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路而实现。

聚吡咯-壳聚糖导电复合水凝胶促进缺血-再灌注损伤后心脏功能的恢复

背景:导电生物材料被认为是传输心肌修复电信号的潜在候选者,将基于细胞或无细胞的策略与导电生物材料相结合以补充心肌细胞和/或恢复电信号通路,成为一种有前途的心脏修复方法。目的:评估聚吡咯-壳聚糖导电复合水凝胶对心肌缺血-再灌注损伤大鼠心功能的改善作用。方法:采用化学氧化聚合法制备聚吡咯-壳聚糖导电复合水凝胶,表征水凝胶的微观形貌、生物相容性与导电性。取30只成年SD大鼠,利用夹闭心脏左前降支后再松解的方法建立心肌缺血-再灌注损伤模型,造模21 d后,采用随机数字表法将大鼠分为3组:空白组向左心室梗死区及梗死边缘区内注射生理盐水,普通水凝胶组向左心室梗死区及梗死边缘区内注射壳聚糖水凝胶,导电水凝胶组向左心室梗死区及梗死边缘区内注射聚吡咯-壳聚糖导电复合水凝胶,每组10只。设置造模后对应的时间点,分别进行心脏机械功能(超声心动图、压力-体积分析)、心脏电生理(心电图、程序性电刺激、光学映射技术、微电极阵列技术评估、八导联心电图、瘢痕区电阻率)及心脏组织学检测。结果与结论:①导电复合水凝胶表面存在大量孔隙,导电率为(3.19±0.03)×10^(-3)mS/cm,与平滑肌细胞共培养具有良好的生物相容性。②造模后105 d的超声心动图与压力-体积分析检测显示,与空白组、普通水凝胶组比较,导电复合水凝胶可明显改善心肌缺血-再灌注损伤大鼠心脏的收缩功能。造模后105 d的心电图、程序性电刺激、光学映射技术、微电极阵列技术评估、八导联心电图、瘢痕区电阻率检查结果显示,与空白组、普通水凝胶组比较,导电复合水凝胶可明显改善心肌缺血-再灌注损伤大鼠心脏的电传导功能,降低心律失常的发生。造模后105 d的心脏组织Masson染色显示,3组大鼠心肌梗死区均出现不同程度的纤维化,与生理盐水组和普通水凝胶组相比,导电水凝胶组梗死区正常心肌组织较多、纤维化程度较小。③结果表明,聚吡咯-壳聚糖导电复合水凝胶可能通过提高梗死瘢痕区组织电传导速度、增加瘢痕厚度、增强心脏同步收缩、减少受损组织来促进缺血-再灌注损伤后梗死心肌的修复。

单宁酸通过抑制铁死亡改善小鼠肾脏缺血-再灌注损伤

目的探索单宁酸在小鼠肾脏缺血-再灌注损伤(IRI)中的作用及机制。方法雄性C57BL/6J小鼠随机分为假手术组(Sham组)、空白对照组(Sham+TA组)、实验组(IRI组)和治疗组(IRI+TA组),每组20只。观察肾脏IRI术后48 h小鼠生存情况。IRI 24 h后留取小鼠血清和肾组织标本(每组各5只),检测小鼠血尿素氮与血清肌酐水平。检测肾组织炎症因子及铁死亡相关指标水平;评估肾脏组织病理损伤。检测肾组织谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、酰基辅酶A合成酶长链家族4(ACSL4)蛋白表达水平。使用分子对接软件探究单宁酸与核因子E2相关因子2(Nrf2)结合活性,并验证Nrf2、血红素加氧酶-1(HO-1)表达。结果与IRI组相比,IRI+TA组小鼠术后生存率较高(0比60%),血清肌酐、血尿素氮水平下降,肾组织白细胞介素(IL)-6、IL-1β、肿瘤坏死因子(TNF)-α水平下降,肾组织损伤改善,肾组织丙二醛、亚铁离子水平降低,谷胱甘肽水平升高,GPX4表达增多,ACSL4表达减少(均为P<0.05)。单宁酸可与Nrf2形成合适的空间互补,其结合能为−8.7 kcal/mol,单宁酸与Nrf2具有较强的结合能力。IRI+TA组小鼠肾组织中Nrf2、HO-1蛋白水平上调。结论单宁酸可能与Nrf2蛋白结合,激活Nrf2/HO-1通路抑制铁死亡,改善小鼠肾脏IRI。

丹蒌片通过Keap1-Nrf2/HO-1信号通路缓解视网膜缺血-再灌注损伤

目的:探讨丹蒌片对小鼠视网膜缺血-再灌注损伤(RIRI)的保护作用及其机制。方法:将40只ApoE^(-/-)小鼠给予高脂饲料喂养6 wk,通过前房灌注加压法建立RIRI模型,分为对照组(给予生理盐水灌胃8 wk)、RIRI模型组(给予生理盐水灌胃8 wk)及丹蒌片低、中、高剂量组[分别给予丹蒌片溶液1、2、4 g/(kg·d)灌胃8 wk]。采用苏木精-伊红(HE)染色观察各组小鼠视网膜组织形态学变化情况,TUNEL染色检测各组小鼠视网膜细胞凋亡情况,Western-blot法检测各组小鼠视网膜组织中Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Keap1)、转录因子核因子E2相关因子2(Nrf2)、血红素加氧酶-1(HO-1)、超氧化物歧化酶(Sod2)蛋白表达情况。结果:与对照组比较,RIRI模型组小鼠视网膜萎缩,厚度变薄,细胞凋亡增加,视网膜组织中Sod2蛋白表达下调,Keap1蛋白表达上调(均P<0.01);与RIRI模型组比较,丹蒌片中、高剂量组小鼠视网膜厚度增加(均P<0.01),丹蒌片低、中、高剂量组小鼠视网膜细胞凋亡降低(均P<0.05),丹蒌片低剂量组小鼠视网膜组织中Keap1和HO-1蛋白表达水平无明显差异(P>0.05),丹蒌片中、高剂量组小鼠视网膜组织中Sod2、Nrf2、HO-1蛋白表达上调,Keap1蛋白表达下调(均P<0.05)。结论:丹蒌片能缓解RIRI小鼠模型视网膜萎缩变薄,减少视网膜细胞凋亡,其作用是通过调控Keap1-Nrf2/HO-1信号通路降低RIRI氧化应激反应来实现。

ST2825通过调节小胶质细胞极化减轻脑缺血-再灌注损伤的研究

目的研究ST2825对脑缺血-再灌注损伤小胶质细胞的作用。方法处于对数生长期小鼠小胶质细胞BV2随机分为对照组(Con)、模型组(Mod)和ST2825低剂量处理组(ST2825L)、ST2825高剂量处理组(ST2825H),采用氧糖剥夺/再复氧(OGD/R)诱导缺血-再灌注模型,对细胞进行ST2825低剂量(5μmol/L)、高剂量(10μmol/L)处理。采用cell counting kit-8(CCK-8)方法检测活细胞数量,采用流式细胞术检测细胞活性氧(ROS)水平、凋亡及细胞极化状态,采用qPCR检测TNF-α、IL-10基因表达水平,采用免疫印迹(Western blotting)方法检测Caspase-1、cleaced Caspase-1、NLRP3、iNOS、IL-1及IL-18蛋白表达水平。结果CCK-8显示,与Con组相比,OGD/R后Mod组细胞活力极显著降低(P<0.01);与Mod组相比,ST2825L组、ST2825H组细胞活力显著升高;Mod组较Con组ROS水平增加,ST2825处理后ROS有所下降;与Con组相比,Mod组细胞凋亡率增加,ST2825处理后凋亡率较Mod降低,且呈剂量依赖性。与Con组相比,Mod组CD86表达显著增加,CD163表达降低,提示Mod组细胞向M1型细胞极化;与Mod组相比,两种剂量ST2825处理后CD86表达降低,CD163表达增加,提示ST2825促进缺氧复氧的BV2细胞向M2型细胞极化。qPCR显示,与Con组相比,Mod组细胞TNF-α表达增加,IL-10表达降低,ST2825L组和ST2825H组TNF-α表达相较于Mod组降低,IL-10升高。Western blotting显示,与Con相比,Mod组ARG1、Caspase-1和cleaced Caspase-1表达显著降低,NLRP3、iNOS、IL-1及IL-18表达增加,ST2825低剂量和高剂量处理后ARG1、Caspase-1和cleaced Caspase-1水平均显著增加,NLRP3、iNOS、IL-1及IL-18水平均降低。结论ST2825通过调节小胶质细胞极化减轻脑缺血-再灌注损伤,降低氧化应激及炎症反应,这是减轻脑缺血-再灌注损伤的新途径。

铁死亡在缺血-再灌注急性肾损伤中的研究进展

缺血-再灌注(I/R)是急性肾损伤(AKI)的常见原因,常见于肾移植、休克、创伤、泌尿外科和心血管外科手术,对此尚无有效的治疗方法。铁死亡是一种新发现的调节性细胞死亡模式,其特征是铁依赖性脂质过氧化物的致命积累。已有大量研究表明,铁死亡参与I/R AKI的发生发展,其病理生理机制及治疗靶点逐渐成为研究的热点。本文概述了近年来关于I/R AKI中铁死亡的相关研究进展,旨在为I/R AKI的预防及治疗提供新的思路和策略。

肺缺血-再灌注核心基因介导的竞争性内源性RNA网络的构建

目的分析肺缺血-再灌注损伤发生的核心基因并构建竞争性内源性RNA(ceRNA)网络。方法从基因表达综合(GEO)数据库下载GSE145989的原始数据当作训练集,GSE172222和GSE9634数据集作为验证集,并鉴定差异表达基因(DEG)。进行基因本体(GO)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,筛选核心基因并分析核心基因的诊断价值、免疫细胞的免疫浸润水平。构建并验证ceRNA网络。分析基于ceRNA网络的靶向药物。结果共检测到179个DEG,其中61个下调基因,118个上调基因。GO分析结果显示,DEG与细胞迁移、分化和调节等生物学过程有关;与内吞囊泡膜、浆膜和膜筏等细胞成分有关;与趋化因子受体、G蛋白偶联受体、免疫受体活性和抗原结合等分子功能有关。KEGG分析显示DEG参与肿瘤坏死因子(TNF)、Wnt、白细胞介素(IL)-17和核因子(NF)-κB等信号通路。PPI网络提示CD8A、IL2RG、STAT1、CD3G和SYK是肺缺血-再灌注损伤的核心基因。ceRNA网络提示miR-146a-3p、miR-28-5p和miR-593-3p与CD3G的表达相关;miR-149-3p、miR-342-5p、miR-873-5p和miR-491-5p与IL2RG表达相关;miR-194-3p、miR-512-3p、miR-377-3p和miR-590-3p与SYK表达相关;miR-590-3p和miR-875-3p与CD8A表达相关;miR-143-5p、miR-1231、miR-590-3p、miR-875-3p与STAT1表达相关。CD3G有13种靶向药物,IL2RG有4种靶向药物,SYK有28种靶向药物,lncRNA MUC2有3种靶向药物,未发现CD8A、STAT1和其他ceRNA网络基因的靶向药物。结论CD8A、IL2RG、STAT1、CD3G和SYK是肺缺血-再灌注损伤的核心基因,对核心基因进行研究分析可能有助于肺缺血-再灌注损伤的诊断,并提供新的研究思路和治疗靶点。

基于铁死亡探讨乌司他丁对肝缺血-再灌注损伤的保护作用

目的探讨乌司他丁对肝缺血-再灌注损伤的保护作用及机制。方法24只雄性SD大鼠分成3组,分别为假手术组(Sham组)、肝缺血-再灌注损伤组(HIRI组)、肝缺血-再灌注损伤+乌司他丁预处理组(HIRI+UTI组),每组8只。采用阻断肝门静脉和肝动脉1 h的方法建立大鼠HIRI模型,HIRI+UTI组于造模前30 min腹腔注射乌司他丁,Sham组和HIRI组腹腔注射等量的生理盐水。造模6 h后处死大鼠,收集大鼠血清检测丙氨酸转氨酶(ALT)和天冬氨酸转氨酶(AST)水平;采用苏木素-伊红(HE)染色法检测肝组织病理学改变;透射电镜观察肝组织线粒体超微结构改变;免疫荧光检测谷胱甘肽过氧化酶4(GPX4)表达;检测肝组织丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、铁、活性氧簇(ROS)及GPX4含量;检测肝组织GPX4、酰基辅酶A合成酶长链家族4(ACSL4)信使RNA(mRNA)和蛋白表达水平。结果与Sham组相比,HIRI组血清ALT、AST水平升高,肝脏出现淤血、肝细胞坏死和肝小叶结构异常等病理改变,病理学评分升高,线粒体缩小,膜密度增加,线粒体嵴断裂甚至消失,ROS、MDA、铁含量升高,GSH含量下降,GPX4荧光强度减弱,ACSL4 mRNA及蛋白相对表达量升高,GPX4 mRNA和蛋白相对表达量降低(均为P<0.05)。与HIRI组比较,HIRI+UTI组血清ALT、AST水平降低,肝组织损伤减轻,病理学评分降低,线粒体缩小、嵴断裂情况改善,ROS、MDA、铁含量降低,GSH含量升高,GPX4荧光强度增强,ACSL4 mRNA和蛋白相对表达量降低,GPX4 mRNA和蛋白相对表达量升高(均为P<0.05)。结论乌司他丁可减轻大鼠肝缺血-再灌注损伤,其机制可能是通过抑制铁死亡。

铜死亡在脑缺血-再灌注损伤中的研究进展与展望

铜死亡是一种由铜离子(Cu^(2+)/Cu^(+))载体诱导发生的可调节的独特细胞死亡方式,其与细胞凋亡、焦亡、自噬和铁死亡等都不尽相同。本文就铜离子代谢、铜死亡的发生机制,以及其对脑缺血-再灌注损伤(CIRI)过程中产生的影响及其相关的可能作用路径作一综述,以期为靶向研究铜死亡来减轻CIRI提供新的思路,为脑卒中治疗提供新的方向。

基于疾病与活性化合物靶点网络研究牛舌草治疗大鼠脑缺血-再灌注损伤的作用

目的基于脑缺血-再灌注损伤与牛舌草中活性化合物靶点网络,研究牛舌草治疗大鼠脑缺血-再灌注损伤的作用及机制。方法采用线栓法制备脑缺血-再灌注损伤大鼠模型,缺血1.5 h再灌注24 h,对大鼠神经功能进行评分,2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)测定大鼠脑梗死体积。采用网络药理学的分子网络分析技术、蛋白质-蛋白质相互作用网络、基因本体(GO)生物过程富集分析、京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路分析、分子对接等方法研究牛舌草治疗脑缺血-再灌注损伤作用机制。结果牛舌草给药治疗能够显著改善脑缺血-再灌注损伤引起的神经行为功能障碍,减轻脑组织病理损伤。并且牛舌草能够通过143个缺血性脑卒中相关靶点,调控炎症反应、细胞凋亡等生物过程,干预肿瘤坏死因子信号通路、血管内皮生长因子信号通路和缺氧诱导因子-1信号通路等发挥作用。结论网络药理学及动物实验表明,牛舌草通过多靶点、多机制整体联合治疗脑缺血-再灌注损伤,可有效降低脑损伤和保护神经功能。

缺血后适应对急性ST段抬高型心肌梗死患者PCI介入术后缺血-再灌注损伤的预后影响

目的:观察缺血后适应(IPoC)对急性ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者经皮冠状动脉介入术(PCI)后缺血-再灌注损伤(IRI)预后影响。方法:将90例STMEI患者按照不同治疗方式分为对照组(常规方法行PCI)和观察组(再灌注开始1 min内行IPoC),每组各45例。比较两组患者ST段回落情况,心肌再灌注评价,心肌坏死标志物,心功能指标,外周血氨基末端B型钠尿肽原(NT-proBNP)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)、内皮素1(ET-1)和主要心脏不良事件。结果:观察组患者术后6 h完全回落高于术后2 h(P<0.05);术后心肌再灌注评价指标CTFC和WMSI,心肌坏死标志物c-TnI、CK和CK-MB,外周血NT-proBNP、hs-CRP和ET-1水平均低于对照组(P<0.05);主要心脏不良事件发生率低于对照组(P<0.05)。结论:IPoC能有效改善STMEI患者PCI介入后IRI,能降低心肌酶和NT-proBNP、hs-CRP和ET-1水平,改善预后,值得临床应用推广。

SIRT1-NLRP3轴介导的细胞焦亡在瑞芬太尼抗肝脏缺血-再灌注损伤中的作用研究

目的探讨沉默信息调节因子1(SIRT1)-NOD样受体蛋白3(NLRP3)轴在瑞芬太尼抗大鼠肝脏缺血-再灌注损伤(IRI)中的作用及机制。方法将SD大鼠随机分为假手术组(sham组)、IRI组、IRI+瑞芬太尼预处理组(IRI+RPC组)、IRI+SIRT1抑制剂EX-527组(IRI+EX-527组)和IRI+RPC+EX-527组,每组8只。检测各组大鼠血清丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)和乳酸脱氢酶(LDH)、白细胞介素(IL)-1β和IL-18水平;观察肝组织病理;检测大鼠肝细胞凋亡率;检测大鼠肝组织SIRT1、NLRP3、裂解的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Cleaved Caspase-1)和Gasdermin D(GSDMD)蛋白表达。结果与sham组比较,IRI组大鼠肝组织病理评分及肝细胞凋亡率升高,血清ALT、AST、LDH、IL-1β、IL-18水平升高,肝组织SIRT1蛋白相对表达量降低,NLRP3、Cleaved Caspase-1、GSDMD蛋白相对表达量升高(均为P<0.05)。与IRI组比较,IRI+RPC组肝组织病理评分及肝细胞凋亡率下降,血清ALT、AST、LDH、IL-1β、IL-18水平降低,肝组织SIRT1蛋白相对表达量升高,NLRP3、Cleaved Caspase-1、GSDMD蛋白相对表达量降低;IRI+EX-527组肝组织病理评分及肝细胞凋亡率升高,ALT、AST、LDH、IL-1β、IL-18水平升高,肝组织SIRT1蛋白相对表达量下降,NLRP3、Cleaved Caspase-1、GSDMD蛋白相对表达量升高(均为P<0.05)。与IRI+RPC组比较,IRI+RPC+EX-527组肝组织病理评分及肝细胞凋亡率升高,ALT、AST、LDH、IL-1β、IL-18水平升高,肝组织SIRT1蛋白相对表达量下降,NLRP3、Cleaved Caspase-1、GSDMD蛋白相对表达量升高(均为P<0.05)。结论SIRT1可通过抑制NLRP3介导的细胞焦亡参与调节瑞芬太尼抗大鼠肝脏IRI。

巨噬细胞与缺血-再灌注损伤相关研究进展

缺血-再灌注损伤(IRI)是一个极其复杂的病理生理过程,可在心肌梗死、卒中、器官移植、涉及暂时中断血流的手术等过程中发生。巨噬细胞作为免疫系统的关键分子,在IRI的发病机制中起着至关重要的作用。M1型巨噬细胞是促炎细胞,参与病原体的清除;而M2型巨噬细胞具有抗炎作用,参与组织修复和重塑以及细胞外基质重塑。巨噬细胞表型之间的平衡对于IRI的结局和治疗十分重要。本文综述了巨噬细胞在IRI中的作用,包括巨噬细胞M1/M2表型平衡、向不同缺血组织浸润和募集的机制。此外,还讨论了IRI过程中靶向巨噬细胞的潜在治疗策略,为减轻IRI和促进组织修复相关研究提供参考。

补体C1q对脑缺血-再灌注损伤大鼠运动功能和突触蛋白PSD95的影响

目的探讨补体C1q对脑缺血-再灌注损伤大鼠运动功能和突触后密度蛋白95(PSD95)的影响。方法选择清洁级雄性SD大鼠36只,6~8周龄,体重220~250 g。采用随机数字表法将大鼠分为三组:假手术组(S组)、大脑中动脉栓塞(MCAO)组(M组)和MCAO+C1q中和抗体组(A组),每组12只。S组大鼠仅接受颈总动脉解剖分离,不置入线栓;M组采用线栓法制备MCAO大鼠模型;A组在大鼠建模后1 d通过侧脑室注射C1q中和抗体10μl。建模后3 d通过黏附去除实验记录黏附刺激去除时间,通过平衡木实验评估大鼠肢体运动功能,处死大鼠后采用ELISA法检测海马组织C1q、C3含量,采用Western blot法检测海马组织C1q子成分亚基A(C1qa)和PSD95蛋白含量,采用尼氏染色记录尼氏小体数量。结果与S组比较,M组黏附刺激去除时间明显延长,平衡木实验评分明显升高,海马组织C1q、C3含量、C1qa蛋白含量明显升高,PSD95蛋白含量明显降低,尼氏小体数量明显减少(P<0.05)。与M组比较,A组黏附刺激去除时间明显缩短,平衡木实验评分明显降低,海马组织C1q、C3含量、C1qa蛋白含量明显降低,PSD95蛋白含量明显升高,尼氏小体数量明显增加(P<0.05)。结论大鼠脑缺血-再灌注损伤可诱发补体系统广泛激活,并通过补体蛋白C1q加重大鼠海马组织突触蛋白PSD95的丢失及运动功能障碍;中和补体疗法可有效改善大鼠脑缺血-再灌注损伤。

云南分心木对小鼠肾缺血-再灌注损伤的防护作用研究

目的探讨云南分心木中部分金属元素与小鼠双侧夹闭肾缺血-再灌注损伤(renal ischemia reperfusion injury,RIRI)防护作用的相关性,为明确分心木传统药用基础提供依据。方法利用强酸性阳离子交换树脂制备得去离子分心木水提物;运用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定分心木醇提物、水提物和去离子水提物中7种金属元素的含量;采用双侧夹闭法构建肾缺血-再灌注损伤小鼠模型,对分心木提取物中部分金属元素与RIRI小鼠的生化指标进行相关性分析。结果云南分心木提取物各剂量组均能不同程度的降低肾缺血-再灌注小鼠血清肌酐(CRE)和尿素氮(BUN)水平,下调肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-1β(IL-1β)的水平,提取物中Mg、Zn元素含量与RIRI小鼠模型血清中CRE含量呈(负)显著相关;Mn元素含量与BUN呈(负)极显著相关,与IL-1β的水平呈负相关;Fe元素含量与TNF-α的水平呈负相关,显示分心木中部分金属元素具有防护RIRI作用。结论云南分心木中部分金属元素与其发挥防护小鼠双侧夹闭肾缺血-再灌注损伤作用具有相关性,在一定范围内具有防护RIRI的作用。