从Nrf2/GPX4信号通路探讨护心康片治疗心力衰竭大鼠相关机制

目的研究护心康片对心力衰竭大鼠的治疗效果及可能的作用机制。方法制备心力衰竭模型大鼠,将成模大鼠随机分为模型组、卡托普利组、护心康低剂量组、护心康高剂量组,每组8只。给药组予相应药物灌胃,模型组及正常空白组予等体积灭菌水灌胃,连续4周。观察大鼠症状体征;HE染色观察心脏组织形态学变化;Western blotting法检测心肌组织中GPX4、Nrf2蛋白表达水平;ELISA试剂盒检测血清GSH、MDA、NT-proBNP、Fe^(2+)含量。结果与正常空白组比较,模型组大鼠出现明显心力衰竭征兆,GSH、GPX4、Nrf2表达降低(P<0.01),NT-proBNP、MDA、Fe^(2+)表达升高(P<0.05或P<0.01),差异具有统计学意义;与模型组相比,护心康低、高剂量组及卡托普利组GSH、Nrf2表达水平升高(P<0.05或P<0.01),NT-proBNP、MDA、Fe^(2+)表达水平降低(P<0.01),差异具有统计学意义,且护心康高剂量组大鼠GPX4表达水平升高(P<0.05或P<0.01),差异具有统计学意义。结论护心康片可以通过抑制铁死亡改善心力衰竭,其具体机制可能与Nrf2/GPX4信号通路有关。

由Nrf2/GPX4调控铁死亡探讨从“瘀”论治激素性骨质疏松症

核转录因子-相关因子2(Nrf2)/谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)作为胞内关键的抗氧化应激途径,保护多种骨形成相关细胞免受铁死亡的损害,是激素性骨质疏松症(glucocorticoid-induced osteoporosis,GIOP)发病的潜在机制。GIOP因瘀致痹的病机与该系统密切相关,从“瘀”论治的效应可通过该通路轴向调控的微观信息来表达;同时中医治疗GIOP时重视“瘀证”的辨证论治,且临床通常以活血化瘀类、益气活血类中药多见。因此,基于Nrf2/GPX4调控铁死亡探讨从“瘀”论治GIOP的科学性,以“瘀证”为理论指导明确活血化瘀类中药参与Nrf2/GPX4通路调控BMSCs、ECs、OB铁死亡来治疗GIOP,以期为从“瘀”论治GIOP提供科学理论依据,为深入理解GIOP病理生理及临床防治提供新的视角。

miR-221-3p通过NRF2/GPX4轴调节铁死亡促进乳腺癌细胞转移的分子机制研究

目的:探究微小RNA(miR)-221-3p通过调节铁死亡对乳腺癌细胞转移的影响及机制。方法:培养人乳腺癌细胞系MCF-7,采用miR-221-3p模拟物(mimic)及mimic阴性对照(NC)转染MCF-7细胞,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测转染后细胞中miR-221-3p表达,试剂盒测定转染后细胞中二价铁离子(Fe^(2+))、活性氧(ROS)、还原型谷胱甘肽(GSH)水平。将MCF-7细胞分为对照组、mimic NC组(转染mimic NC)、miR-221-3p mimic组(转染miR-221-3p mimic)、miR-221-3p mimic+Erastin组(转染miR-221-3p mimic并用10μmoL/L Erastin处理),CCK-8检测各组MCF-7细胞增殖活性,Transwell实验检测各组MCF-7细胞迁移数目与侵袭数目,试剂盒测定各组细胞中Fe^(2+)、ROS、GSH水平,细胞免疫荧光双标记染色观察各组MCF-7细胞中核因子E2相关因子2(NRF2)与谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)表达,蛋白质免疫印记(Western blot)观察各组MCF-7细胞中NRF2、GPX4、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)和铁蛋白轻链(FTL)蛋白表达。结果:转染miR-221-3p mimic后,MCF-7细胞中miR-221-3p相对表达量上调(P<0.05),Fe^(2+)含量减少、ROS水平降低(P<0.05),GSH水平升高(P<0.05)。与对照组、mimic NC组比较,miR-221-3p mimic组MCF-7细胞增殖活性升高(P<0.05),迁移数目和侵袭数目增加(P<0.05),Fe^(2+)含量减少、ROS水平降低(P<0.05),GSH水平升高(P<0.05),NRF2和GPX4荧光强度明显增强,NRF2、GPX4、SLC7A11和FTL蛋白相对表达量上调(P<0.05);与miR-221-3p mimic组比较,miR-221-3p mimic+Erastin组MCF-7细胞增殖活性降低(P<0.05),迁移数目和侵袭数目减少(P<0.05),Fe^(2+)含量增加、ROS水平升高且GSH水平降低(P<0.05),NRF2和GPX4荧光强度减弱,NRF2、GPX4、SLC7A11和FTL蛋白相对表达量下调(P<0.05)。结论:miR-221-3p通过抑制铁死亡促进乳腺癌细胞转移,其机制可能与激活NRF2/GPX4轴有关。

褪黑素调控GPX4/NF-κB p65信号通路干预铁死亡促进小鼠皮肤创面修复

目的:探讨褪黑素对人皮肤成纤维细胞(HSF)增殖和铁死亡的作用,并探究其促进小鼠皮肤创面修复的分子机制。方法:采用CCK-8法检测HSF细胞增殖能力,选取细胞增殖率最高的褪黑素浓度进行后续实验。将HSF细胞随机分为对照组、谷氨酸组、谷氨酸+褪黑素组。谷氨酸+褪黑素组用100μmol/L褪黑素预处理细胞60 min,随后除对照组外,另两组加入谷氨酸(10 mmol/L)诱导铁死亡。采用相应试剂盒检测HSF细胞活性氧(ROS)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、Fe^(2+)水平。构建小鼠为全层皮肤损伤模型,并随机分为对照组和褪黑素组,每组10只。褪黑素组在皮肤损伤处外敷含5 mg褪黑素的凡士林乳膏,对照组外敷等量凡士林乳膏,每日清洁换药,连续9 d。计算术后第5、7、9天各组创面愈合率。采用HE和Masson染色观察第5、9天小鼠创面组织病理学变化及胶原纤维生成情况。采用免疫荧光染色法检测术后第9天创面组织中细胞增殖情况,Western blot检测术后第9天创面组织中谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、核因子(NF)-κB p65、p-NF-κB p65蛋白表达。结果:褪黑素浓度为100μmol/L时HSF细胞增殖率最高,故选取100μmol/L褪黑素进行后续实验。与对照组比较,谷氨酸组HSF细胞GSH水平降低,ROS、MDA、Fe^(2+)水平升高(均P<0.05)。与谷氨酸组比较,谷氨酸+褪黑素组HSF细胞GSH水平升高,ROS、MDA、Fe^(2+)水平降低(均P<0.05)。与对照组比较,褪黑素组小鼠术后第5、7、9天创面愈合率增加(均P<0.05)。与对照组比较,褪黑素组小鼠术后第5、9天创面组织再上皮化程度更高,胶原纤维生成比例增加(均P<0.05)。与对照组比较,褪黑素组小鼠术后第9天创面组织Ki-67免疫荧光强度增加(P<0.05)。与对照组比较,褪黑素组小鼠术后第9天创面组织GPX4蛋白表达水平升高,NF-κB p65、p-NF-κB p65蛋白表达水平降低(均P<0.05)。结论:褪黑素能够促进皮肤成纤维细胞增殖,抑制细胞铁死亡,促使小鼠创面组织再上皮化和胶原纤维形成,加快创面愈合,其机制可能与调控GPX4/NF-κB p65信号通路有关。

枸杞多糖调节Nrf2/HO-1/GPX4铁死亡途径对妊娠期糖尿病大鼠胰岛素抵抗的改善作用

目的 探讨枸杞多糖调节Nrf2/HO-1/GPX4铁死亡途径对妊娠期糖尿病(GDM)大鼠胰岛素抵抗的改善作用。方法 将SD成年大鼠雌雄合笼得到孕鼠,建立GDM模型,随机分为模型组,枸杞多糖低、中、高剂量组,ferrostatin-1组,每组8只,另设对照组,腹腔注射等剂量柠檬酸缓冲液。末次给药24 h后,检测大鼠FBG、FINS、IRI水平。再次复制GDM模型32只,随机分为模型组、枸杞多糖组、ML385组、枸杞多糖+ML385组,另设对照组。药物分组干预后,检测大鼠FBG、FINS、IRI、TG、TC水平,妊娠第19天检测母体及胎鼠体质量以及血清IL-18、IL-6、SOD、MDA水平,子宫内膜组织ACSL4、PTGS2、Nrf2/HO-1/GPX4通路蛋白表达。结果 与对照组比较,模型组大鼠FBG、FINS、IRI,母体及胎鼠体质量,血清TG、TC、IL-18、IL-6、MDA水平,子宫内膜组织ACSL4、PTGS2蛋白表达升高(P<0.05),血清SOD水平、子宫内膜组织Nrf2、HO-1、GPX4蛋白表达降低(P<0.05);与枸杞多糖+ML385组比较,枸杞多糖组大鼠FBG、FINS、IRI,母体及胎鼠体质量,血清TG、TC、IL-18、IL-6、MDA水平,子宫内膜组织ACSL4、PTGS2蛋白表达降低(P<0.05),血清SOD、子宫内膜组织Nrf2、HO-1、GPX4蛋白表达升高(P<0.05)。结论 枸杞多糖可通过促进Nrf2/HO-1/GPX4信号传导,抑制铁死亡途径,降低GDM大鼠血糖血脂水平,减弱其胰岛素抵抗。

circ0000799经miR-1287-5p/GPX4轴调控铁死亡促进三阴乳腺癌脑转移

目的探索circ0000799经miR-1287-5p/GPX4轴对铁死亡促进三阴乳腺癌脑转移的影响机制。方法检测circ0000799在乳腺癌细胞系及乳腺癌组织中的表达。沉默亲代三阴乳腺癌细胞MDA-MB-231和子代脑转移细胞MDA-MB-231-BM中circ0000799的表达。比较各组细胞生长、侵袭能力、脑转移结节数目。使用双荧光素酶报告基因实验验证circ0000799、miR-1287-5p、GPX4调控关系。检测circ0000799对铁死亡相关蛋白谷胱甘肽过氧化酶4(GPX4)表达和总谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽比的影响。结果与人正常乳腺上皮细胞(MCF-10A)或癌旁组织比较,circ0000799在三阴乳腺癌细胞系及乳腺癌组织中上调,且在子代三阴乳腺癌细胞系及脑转移灶中上调最为显著(P<0.05)。与sh-circCTR组比较,sh-circ0000799组细胞生长、侵袭能力降低(P<0.05)。sh-circCTR组、sh-circ0000799组、sh-circ0000799+RSL3组脑转移结节数量依次降低(P<0.05)。双荧光素酶报告基因实验显示,circ0000799可与miR-1287-5p相互作用,miR-1287-5p可与GPX4相互作用。与sh-circCTR组比较,sh-circ0000799组miR-1287-5表达增加,总谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽比和GPX4表达降低(P<0.05)。与miR-CTR组比较,miR-1287-5p组GPX4 mRNA表达降低(P<0.05)。结论circ0000799在三阴乳腺癌中高表达且可能通过miR-1287-5p/GPX4轴促进三阴乳腺癌脑转移。

四君子汤对UCAC结肠巨噬细胞铁死亡及GPX4的影响

目的 观察四君子汤对溃疡性结肠炎相关癌变(Ulcerative Colitis Associated Carcinogenesis, UCAC)小鼠巨噬细胞铁死亡及GPX4的影响。方法 从60只清洁级BALB/c小鼠中随机取10只为正常组,其余小鼠采用腹腔注射DMH叠加自由饮用DSS复合法构建UCAC模型,共19周。造模经病理验证成功后,再随机分为模型组8只,西药组及中药低、中、高剂量组各10只。西药组给予0.4 g/kg的柳氮磺吡啶肠溶片药液灌胃,中药低、中、高剂量组分别给予4.29 g/kg、8.58 g/kg、17.16 g/kg的四君子汤药液灌胃,正常组和模型组均给予等量生理盐水灌胃,连续4周。HE染色法观察病变结肠组织病理变化;透射电镜观察铁死亡的线粒体超微结构变化;实时荧光定量PCR法(Real-time PCR)检测GPX4的mRNA表达;Western-blot法、免疫组化法检测GPX4蛋白表达变化。结果 相比于正常组,模型组小鼠一般情况较差,结肠组织存在明显肠道黏膜组织损伤;不同倍数电镜下UCAC模型组均可见以铁死亡为特征的线粒体超微结构损伤;WB、RT-PCR、免疫组化法结果显示,GPX4蛋白、mRNA表达较空白组表达呈下降趋势(P<0.01)。治疗后,相比于模型组,西药组与中药各剂量组小鼠情况均有恢复,结肠组织黏膜结构有所修复,电镜下线粒体超微结构损伤减轻,GPX4蛋白、mRNA表达呈上升趋势(P<0.01,P<0.05)。结论 四君子汤可以通过抑制铁死亡有效改善UCAC小鼠病理结肠粘膜组织并对GPX4有上调作用。

GRSF1/GPX4轴调控的铁代谢紊乱在小鼠脑缺血再灌注损伤中的作用

目的探讨GRSF1/GPX4轴调控的铁代谢紊乱在小鼠脑缺血再灌注损伤中的作用。方法清洁级雄性C57BL/6小鼠18只,采用随机数字表法将其分为假手术组、脑缺血再灌注组、脑缺血再灌注+GRSF1过表达组,每组各6只。脑缺血再灌注组采用线栓法制备小鼠脑缺血再灌注损伤模型;脑缺血再灌注+GRSF1过表达组于造模前7天注射GRSF1过表达慢病毒。再灌注24h后行神经功能评分,TUNEL法检测细胞凋亡率,Western blot法检测GRSF1、GPX4、IRP2、TfR1和铁蛋白表达水平。结果与假手术组比较,脑缺血再灌注组神经功能评分、凋亡率、IRP2、TfR1、铁蛋白表达水平升高,GRSF1、GPX4表达水平降低(P<0.05);与脑缺血再灌注组比较,脑缺血再灌注+GRSF1过表达组神经功能评分、凋亡率、IRP2、TfR1、铁蛋白表达水平降低,GRSF1、GPX4表达水平升高(P<0.05)。结论过表达GRSF1通过上调GPX4抑制铁离子代谢紊乱进而减轻小鼠脑缺血再灌注损伤。

基于p53/SLC7A11/GPX4信号轴探讨七叶内酯诱导小鼠乳腺癌4T1细胞铁死亡的作用机制

目的:探讨七叶内酯对小鼠乳腺癌4T1细胞铁死亡的影响及其作用机制。方法:对七叶内酯与p53、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)和谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)进行分子对接,并绘制Kaplan-Meier和time ROC曲线。将4T1细胞分为对照组、1/2 IC_(50)组、IC_(50)组、2 IC_(50)组、erastin组和卡培他滨组。采用CCK-8法观察4T1细胞活力情况,筛选药物干预浓度;电镜观察4T1细胞线粒体形态,评估线粒体损伤情况;试剂盒检测4T1细胞活性氧(ROS)、Fe2+、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)和GPX4的水平;采用划痕和Transwell小室实验检测4T1细胞侵袭和迁移能力;Western blot检测p53、SLC7A11、GPX4和酰基辅酶A合成酶长链家族成员4(ACSL4)的表达水平。结果:与对照组相比,七叶内酯1/2 IC_(50)、IC_(50)和2 IC_(50)组细胞活力,GSH和GPX4表达水平,侵袭和迁移能力,以及SLC7A11和GPX4蛋白表达水平均降低,细胞线粒体变小,膜密度增高,嵴减少(P<0.05),Fe2+、ROS和MDA水平及p53和ACSL4蛋白表达水平升高(P<0.05)。结论:七叶内酯可促进4T1细胞铁死亡,其作用机制可能与p53/SLC7A11/GPX4信号通路相关。

熊果酸联合索拉非尼通过抑制Nrf2/HO-1/GPX4信号通路诱导肝癌细胞铁死亡

目的探究熊果酸(UA)能否增敏索拉非尼(SOR)抑制肝癌细胞生长及调控机制。方法使用UA或SOR单药处理或两药联合处理HepG2肝癌细胞,通过CCK-8实验、EdU荧光染色实验和克隆集落形成实验来检测单药处理或联合处理对HepG2细胞增殖及克隆集落形成能力的影响;使用CompuSyn软件计算两药联合指数(CI);通过FerroOrange染色分析肝癌细胞铁死亡情况;通过Western blot实验检测HepG2细胞中Nrf2、HO-1、GPX4蛋白表达情况。结果UA显著增强SOR抑制HepG2细胞增殖及克隆集落形成的能力,两药联用具有明显的协同作用;UA促进SOR诱导的肝癌细胞铁死亡;联合UA治疗使SOR对Nrf2/HO-1/GPX4信号通路的抑制作用进一步增强。结论UA显著提高肝癌细胞对SOR治疗的敏感性,两药联用可能是治疗肝癌的有效策略。

茯苓酸通过Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路调控铁死亡改善阿尔茨海默病大鼠认知障碍的研究

背景阿尔茨海默病(AD)是一种常见且不可逆转的神经退行性脑疾病,严重影响患者的生活品质和生存质量,目前仍缺乏有效的治疗方法延缓或阻止疾病进展。中药及其活性成分在防治AD方面具有重要潜力。目的探讨茯苓酸(PA)对AD大鼠认知障碍及核因子E2相关因子2(Nrf2)/溶质载体家族7A11(SLC7A11)/谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)信号通路的影响。方法2022年1—9月将75只6~8周龄雄性SPF级SD大鼠依据随机数字表法分为对照组(Control组)、AD模型组(Model组)、PA治疗组(PA组),PA+Nrf2抑制剂组(PA+ML385组),除Control组外制备AD大鼠模型。造模成功后,PA组腹腔注射50 mg/kg PA,PA+ML385组腹腔注射50 mg/kg PA+30 mg/kg Nrf2抑制剂ML385,Control组与Model组腹腔注射等量0.9%氯化钠溶液。末次给药24 h后进行Morris水迷宫实验,第2、4、6天进行定位航行实验,记录大鼠到达平台的时间(逃避潜伏期),第7天移走平台,记录大鼠在120 s内滞留平台时间和穿越平台次数。Nissl染色后观察各组大鼠海马神经元病理变化,普鲁士蓝染色检测海马组织铁沉积,免疫荧光染色检测海马神经元GPX4表达,检测海马组织谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、Fe2+含量,蛋白质印迹法(Western blotting)检测大鼠海马组织Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达。结果末次给药第2、4、6天Model组逃避潜伏期高于Control组、PA组,PA+ML385组高于PA组,差异有统计学意义(P<0.05);Model组平台停留时间、穿越平台次数低于Control组、PA组,PA+ML385组低于PA组,差异有统计学意义(P<0.05)。Nissl染色结果示Model组神经元坏死严重,细胞核皱缩,尼氏体数目减少;PA组神经元坏死减少,排列紧密且尼氏体增多;PA+ML385组神经元损伤明显加重,尼氏体数目减少。普鲁士蓝染色结果示Model组铁沉积较Control组增加,与Model组比较,PA组铁沉积减少,PA+ML385组较PA组铁沉积增多。免疫荧光染色结果示Model组绿色荧光减弱,GPX4阳性细胞减少,PA组细胞绿色荧光较Model组增强,GPX4阳性细胞增多,PA+ML385组较PA组GPX4阳性细胞减少。Model组GSH低于Control组、PA组,PA+ML385组低于PA组,差异有统计学意义(P<0.05);Model组MDA、Fe2+高于Control组、PA组,PA+ML385组高于PA组,差异均有统计学意义(P<0.05)。Model组Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白相对表达量低于Control组、PA组,PA+ML385组低于PA组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论PA可改善AD大鼠认知障碍,其机制可能与通过激活Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路抑制铁死亡有关。

疏肝补肾毓麟汤通过Keap1/Nrf2/GPX4通路抑制睾丸细胞铁死亡改善肝郁肾虚型少弱精子症小鼠的精子质量

目的探讨疏肝补肾毓麟汤改善肝郁肾虚型少弱精子症小鼠生精功能和精子质量的作用及其可能机制。方法60只雄性KM小鼠,随机分为空白组、模型组、疏肝补肾毓麟汤高、中、低剂量组和司他丁-1(Ferrostatin-1,Fer-1)组(Fer-1是铁死亡抑制剂)。除空白组外,其余组以1.25 g·kg^(-1)腺嘌呤灌胃(Intragastrical administration,ig.)+慢性束缚刺激构建肝郁肾虚型少弱精子症小鼠模型。给予相应药物干预后:精密天平称取小鼠体质量、睾丸质量、附睾质量计算睾丸指数、附睾指数;苏木素-伊红(Hematoxylin-eosin staining,HE)染色观察睾丸组织病理变化并对睾丸生精功能进行评分;全自动精子分析仪检测精子密度和活动率;苯胺蓝染色法观察精子成熟度;布鲁斯蓝染色法观察睾丸组织铁沉积;免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)检测睾丸组织谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathione peroxidase 4,GPX4)、溶质载体家族7成员11(Recombinant Solute Carrier Family 7 Member 11,SLC7A11)蛋白表达;生化法检测睾丸组织超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量;蛋白免疫印迹法(Western Blot,WB)检测睾丸组织Kelch-样ECH相关蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein-1,Keap1)、核因子E2相关因子2(Nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)、GPX4、SLC7A11蛋白表达。结果与空白组比较,模型组小鼠睾丸指数、附睾指数、睾丸生精功能、精子密度及活动率、精子成熟度均显著下降(P<0.05,P<0.01);经疏肝补肾毓麟汤及Fer-1干预后,上述指标均有显著改善(P<0.05,P<0.01),且睾丸组织铁沉积显著降低,Keap1表达显著降低,Nrf2、SLC7A11、GPX4表达显著升高(P<0.05,P<0.01)。结论疏肝补肾毓麟汤能明显改善肝郁肾虚型少弱精子症,其机制可能与调控Keap1/Nrf2/GPX4信号通路抑制睾丸细胞铁死亡有关。

干预自噬调控p62-Keap1/Nrf2-GPX4通路对结直肠癌细胞铁死亡及奥沙利铂耐药的影响

目的探讨干预自噬对结直肠癌细胞铁死亡和奥沙利铂(OXA)耐药的影响及分子机制。方法培养人结直肠癌HCT-8、COLO205、HCT-116、SW620和SW480细胞系,筛选LC3表达适中的HCT-116细胞,检测其与OXA耐药HCT-116/OXA细胞株LC3、p62、Keap1、Nrf2、GPX4蛋白及Fe^(2+)、GSH、MDA的表达差异,并应用自噬和铁死亡干预剂并联合OXA干预HCT-116/OXA细胞株,检测LC3、p62、Keap1、Nrf2、GPX4蛋白及Fe^(2+)、GSH、MDA的表达,CCK-8实验检测各组细胞的增殖活性及对OXA的敏感性,平板克隆、Transwell实验检测各组细胞的生长情况和侵袭能力。结果5组细胞中HCT-116细胞的LC3、p62和GPX4均呈中等表达量;与HCT-116细胞相比,HCT-116/OXA细胞对OXA敏感性较低,且p62、Nrf2、GPX4蛋白呈高表达,LC3和Keap1呈低表达,Fe^(2+)、GSH、MDA表达水平均增高(P<0.05);自噬激活剂Rapa组及Rapa+Fer-1组较Fer-1组和对照组的LC3、Keap1蛋白及Fe^(2+)、MDA水平均升高,而p62、Nrf2、GPX4蛋白及GSH水平呈低表达,且Rapa+Fer-1组GPX4蛋白、GSH的水平低于Rapa组(P<0.05)。在自噬抑制剂组中,CQ组及CQ+Erastin组与对照组和Erastin组相比其LC3、p62、Nrf2、GPX4蛋白及GSH水平均呈高表达,Keap1蛋白、Fe^(2+)、MDA均呈低表达,而Erastin组GPX4蛋白、GSH表达低于其余三组,Fe^(2+)、MDA含量高于其余三组(P<0.05)。自噬激活剂联合应用OXA,Rapa干预组与其余三组相比,其对OXA的化学敏感性高、迁移细胞数量少、细胞增殖活性低;Rapa+Fer-1组对OXA的敏感性低于Rapa组,但高于Fer-1组和对照组(P<0.05)。而Fer-1组与对照组相比,差异无统计学意义(P>0.05)。自噬抑制剂联合应用OXA,Erastin、CQ+Erastin和CQ三组与对照组相比其细胞活性、迁移能力和克隆形成能力均降低,其中Erastin组最低,而CQ+Erastin组高于Erastin组、低于CQ组(P<0.05)。结论在结直肠癌中,自噬参与了铁死亡的调节,干预自噬可通过p62-Keap1/Nrf2-GPX4通路调控结直肠癌细胞发生铁死亡,从而逆转OXA耐药。

基于Nrf2-HO-1/GPX4信号轴探讨中药靛玉红衍生物E804抑制肺癌A549细胞增殖和迁移的作用机制

目的 探讨中药靛玉红衍生物E804对非小细胞肺癌(NSCLC)系A549细胞增殖和迁移的影响,并阐明Nrf2-HO-1/GPX4信号轴可能的作用机制。方法 以肺癌A549细胞为细胞模型。采用MTT和细胞划痕实验观察0、10μmol/L E804和10μmol/L E804+不同特异性抑制剂(Nec-1、CQ、Z-VAD、DFO、Fer-1和Lip-1)组细胞的增殖和迁移能力;采用DCFH-DA荧光探针法检测0、2.5、5和10μmol/LE804组细胞内活性氧(ROS)含量,比色法检测二价铁离子(Fe^(2+))含量,分光光度法检测还原型谷胱甘肽(GSH)含量,微量法检测丙二醛(MDA)含量;Western blot法检测0、2.5、5和10μmol/L E804组细胞SLC7A11、Transferrin、GPX4、SLC40A1、Nrf2和HO-1蛋白表达水平。结果 与对照组(0μmol/LE804)比较,2.5、5和10μmol/L E804升高细胞内ROS、Fe^(2+)和MDA水平,降低细胞内GSH含量(P<0.01),同时降低SLC7A11、GPX4、SLC40A1、Nrf2和HO-1蛋白表达水平(P<0.01),升高Transferrin表达水平(P<0.05)。与单独使用10μmol/LE804组比较,细胞凋亡抑制剂(Z-VAD)组和细胞铁死亡抑制剂(DFO、Fer-1和Lip-1)组能够部分逆转E804对A549细胞的增殖和迁移抑制(P<0.01)。结论 E804可抑制A549细胞增殖和迁移,并诱发铁死亡,其机制可能与抑制Nrf2-HO-1/GPX4信号轴有关。

基于GPX4通路的益气解毒方抗脑缺血铁死亡保护机制研究

目的研究益气解毒方抗急性缺血性脑卒中铁死亡相关保护机制。方法采用大脑中动脉栓塞(MCAO)法复制大鼠急性脑缺血模型,同时构建PC12细胞糖氧剥夺(OGD)模型。缺血24 h后进行神经行为学评分和脑梗死体积测定。ELISA法检测MCAO大鼠结肠内容物中短链脂肪酸(SCFA)含量,普鲁士蓝染色观察缺血侧脑组织Fe^(2+),JC-1和刃天青分别检测缺血侧脑组织线粒体膜电位和活力,并对缺血侧脑组织中亚铁离子、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)水平,及血清中三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量进行测定。采用分子对接预测益气解毒方与GPX4蛋白的结合度。Western blot法检测大鼠缺血侧脑组织G蛋白偶联受体41(GPR41)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、p53蛋白表达水平,流式细胞术和Western blot法检测细胞GPX4蛋白表达水平。结果在动物实验中,与模型组相比,益气解毒方中、高剂量组大鼠神经行为评分与脑梗死体积显著降低(P<0.01),结肠内容物中SCFA含量增加(P<0.01),缺血侧脑组织铁离子颗粒物沉积减少,线粒体膜电位升高(P<0.05),线粒体活力显著增加(P<0.01),缺血侧脑组织中GSH、SOD、GPR41、GPX4水平显著升高(P<0.05或P<0.01),Fe^(2+)、MDA、p53水平显著降低(P<0.01),TG、LDL-C显著降低(P<0.05,P<0.01),HDL-C显著增加(P<0.05);在细胞实验中,与OGD组相比,益气解毒方组和Fer-1组能使细胞GPX4蛋白表达增加(P<0.01)。结论益气解毒方抑制铁死亡可能是其发挥急性脑缺血保护作用的又一关键作用机制,其作用可能与GPX4相关通路密切相关。

基于GSH/GPX4/ROS的铁稳态探讨宣白承气汤干预IV/SPN共感染致肺肠损伤的机制研究

目的通过建立流感病毒/肺炎链球菌(IV/SPN)共感染小鼠模型,基于GSH/GPX4/ROS信号通路介导的铁稳态探讨宣白承气汤的治疗作用及其药效机制。方法实验通过建立流感病毒和肺炎链球菌共感染小鼠模型,经给药治疗后,采用HE染色法观察肺肠组织病理变化;采用Western blotting法检测小鼠肺肠组织中细胞肿瘤抗原p53(Cellular tumor antigen p53,p53)、溶质载体家族7成员11(Recombinant Solute Carrier Family 7 Member 11,SLC7A11/xCT)、谷胱甘肽过氧化酶4(Recombinant Glutathione Peroxidase 4,GPX4)蛋白的表达水平;采用化学荧光法检测小鼠肺肠组织活性氧(reactive oxygen species,ROS)表达水平;采用微板法检测小鼠肺肠组织中谷胱甘肽(glutathione,GSH)的含量。结果与正常组比较,IV/SPN共感染模型小鼠肺肠组织出现严重病理损伤,小鼠肺肠组织SLC7A11、GPX4、GSH表达水平下降,p53、ROS表达水平升高。与模型组相比,宣白承气汤干预后小鼠的肺肠组织病理损伤有明显改善;明显上调小鼠肺肠组织SLC7A11、GPX4、GSH表达水平;下调肺肠组织中p53、ROS表达水平,且均具有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。结论宣白承气汤干预治疗IV/SPN共感染能够通过对GSH/GPX4/ROS轴的调控,有效抑制细胞铁死亡的发生,改善IV/SPN共感染引起的肺肠损伤。

参芪地黄汤通过GPX4信号通路调控糖尿病肾病小鼠铁死亡的机制研究

[目的]研究参芪地黄汤对糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)模型小鼠的治疗效果及调控谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)信号通路对铁死亡的影响。[方法]通过链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)联合高脂饮食诱导建立DN小鼠模型,并灌胃不同剂量的参芪地黄汤。通过检测各组小鼠体质量、血糖、肌酐(creatinine,Cr)、尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、24 h尿蛋白,肾石蜡切片苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色及过碘酸-雪夫(periodic acid-Schiff,PAS)染色评估参芪地黄汤对DN模型小鼠的治疗作用;通过检测丙二醛(malondialdehyde,MDA)、活性氧(reactive oxygen species,ROS)、4-羟基壬烯醛(4-hydroxynonenal,4-HNE)水平,评估参芪地黄汤对DN模型小鼠脂质过氧化水平的影响;通过检测总Fe水平以及转铁蛋白(transferin)、前列腺6跨膜上皮抗原3(six-transmembrane epithelial antigen of prostate 3,Steap3)蛋白水平评估参芪地黄汤对DN模型小鼠铁死亡的影响;通过检测还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(glutathione/oxidized glutathione,GSH/GSSG)水平以及溶质载体家族7成员11(solute carrier family 7 member 11,SLC7A11)、溶质载体家族3成员2(solute carrier family 3 member 2,SLC3A2)、GPX4、谷氨酸-半胱氨酸连接酶(glutamate cysteine ligase catalytic subunit,GCLC)、谷胱甘肽合成酶(glutathione synthetase,GSS)蛋白水平来评估参芪地黄汤对DN模型小鼠GPX4信号通路的影响。[结果]与模型组比较,参芪地黄汤干预可明显提升DN模型小鼠体质量(P<0.01);降低DN小鼠血糖、Cr、BUN及24 h尿蛋白水平(P<0.05,P<0.01);同时改善DN模型小鼠肾组织病理学变化;降低MDA、ROS、4-HNE水平(P<0.01);降低总Fe水平(P<0.05,P<0.01)以及transferin、Steap3蛋白水平(P<0.05);升高GSH/GSSG比例(P<0.01)以及SLC7A11(P<0.05)、SLC3A2、GPX4、GCLC、GSS蛋白水平(P<0.05,P<0.01)。[结论]参芪地黄汤对DN模型小鼠具有治疗作用,并且可以减轻脂质过氧化水平,其作用机制可能与通过调控GPX4信号通路抑制铁死亡有关。

解毒化瘀颗粒通过增强GPX4表达抑制急性肝衰竭小鼠模型中的肝细胞铁死亡

目的探讨解毒化瘀颗粒(JDHY)治疗D-氨基半乳糖/脂多糖(D-GalN/LPS)诱导的ALF体外模型的潜在机制。方法采用不同浓度的D-GalN/LPS构建ALF肝损伤模型,并采用不同浓度的JDHY含药血清与ALF肝损模型进行共培养,明确JDHY的最佳浓度和共培养时间。随后,在体外分析了JDHY的可能分子机制。结果生化分析和细胞活力结果表明,JDHY能有效减轻ALF肝细胞损伤。铁离子浓度、MDA、Western Blot、ELISA检测表明JDHY可减少不稳定铁(Fe^(2+))的积累,减轻脂质过氧化,并增加了FTH1蛋白、降低TFR1蛋白表达、抑制铁死亡和炎症表达水平(TNF-α、IL-6);其机制可能与JDHY恢复了GSH/GPX4的代谢活性,增强了抗氧化反应,进而抑制了LOX/PTGS的通路进程有关。结论JDHY可能是通过引起ALF肝细胞的重编程促进了GSH/GPX4的抗氧化活性,从而抑制了肝细胞铁死亡。

基于Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路探讨附芍地芩方抗结直肠癌作用机制

目的探讨附芍地芩方治疗结直肠癌的作用机制。方法体外细胞实验用附芍地芩方处理结直肠癌CT-26细胞,检测细胞增殖、迁移能力。流式细胞术检测结直肠癌CT-26细胞的活性氧(ROS)水平,并检测其铁离子(Fe^(2+))、丙二醛(MDA)水平及超氧化物歧化酶(SOD)活性。PCR Array与Western blot方法分析验证铁死亡差异基因表达情况。体内动物实验将Balb/c小鼠随机分为空白对照组、模型组、奥沙利铂组(1.5 mg·kg^(-1)·d^(-1))、附芍地芩方低剂量组(4.49 g·kg^(-1)·d^(-1))、附芍地芩方中剂量组(8.97 g·kg^(-1)·d^(-1))、附芍地芩方高剂量组(17.94 g·kg^(-1)·d^(-1)),检测附芍地芩方对小鼠肿瘤组织Fe^(2+)、ROS、MDA水平,SOD活性及Nrf2、Keap1、SLC7A11、GPX4表达水平的影响。结果体外细胞实验显示,与空白对照组相比,附芍地芩方通过剂量依赖的方式显著抑制了结直肠癌CT-26细胞的增殖与迁移。附芍地芩方可以提高结直肠癌CT-26细胞中的Fe^(2+)(P<0.05)与ROS水平(P<0.01);提高结直肠癌CT-26细胞内MDA水平(P<0.01),并显著降低SOD活性(P<0.01)。铁死亡PCR Array分析发现,与空白对照组比较,附芍地芩方干预后,基因GPX4、SLC7A11表达显著下调,GSTA1、HMOX1、Ca9、Chac1、Keap1、Sqstm1、NOX1、FTH1、Tfr1、SAT2、Pparg、Hamp表达显著上调。Western blot实验检测发现,附芍地芩方干预后,结直肠癌CT-26细胞Keap1蛋白表达上调(P<0.01),Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达下调(P<0.01)。体内动物实验结果显示,附芍地芩方显著抑制小鼠皮下移植瘤的生长(P<0.05),肿瘤组织坏死程度增加,Fe^(2+)、ROS以及MDA水平增加(P<0.05,P<0.01),SOD活性下降(P<0.01),且肿瘤组织中Keap1蛋白表达上调(P<0.01),Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达下调(P<0.01)。结论附芍地芩方具有抗结直肠癌作用,并可能通过抑制Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路促进结直肠癌细胞铁死亡以发挥抗结直肠癌作用。

当归黄芪超滤物通过调控ROS/GSH/GPx4轴抑制铁死亡改善放射性大鼠心肌纤维化

目的探讨ROS/GSH/GPx4轴介导的心肌铁死亡在放射性心肌纤维化中的作用机制及当归黄芪超滤物的干预作用。方法50只大鼠随机分为5组。除空白组外,其余各组大鼠均接受X射线单次局部胸部照射建立放射性心肌纤维化模型。辐射后,当归黄芪超滤物各组大鼠分别灌胃给药30 d后,用小动物超声评价心功能;比色法检测SOD、GSH、MDA及Fe^(2+)活性;免疫荧光检测ROS表达;HE、Masson染色观察病理变化及纤维化;透射电镜观察心肌超微结构;Western blot检测铁死亡及纤维化蛋白表达。结果与空白组比较,模型组LVEF和LVFS值降低;Fe^(2+)、MDA、ROS水平上升,SOD、GSH水平下降;HE及Masson显示有炎性细胞聚集及胶原纤维沉积;透射电镜显示受损线粒体数量增多、排列紊乱,形态不规则、变小、嵴紊乱;Western blot显示α-SMA、Collagen I、NOX1蛋白表达升高,GPx4、FTH1蛋白表达降低;与模型组比较,当归黄芪超滤物组大鼠心功能改善,ROS、抗氧化指标恢复,Fe^(2+)水平降低;线粒体结构及纤维化程度减轻;α-SMA、Collagen I、NOX1蛋白表达下降,GPx4、FTH1蛋白表达上升。结论当归黄芪超滤物对放射性心肌纤维化具有抑制作用,其机制可能是通过调控ROS/GSH/GPx4轴抑制心肌铁死亡发挥作用。