双路通脑方调节SIRT1/Nrf2/GPx4信号通路对缺血性脑卒中大鼠神经元铁死亡的影响

目的探讨双路通脑方对缺血性脑卒中大鼠神经元铁死亡的作用以及对沉默信息调节因子2同源物1(SIRT1)/核因子E2相关因子2(Nrf2)/谷胱甘肽过氧化物酶4(GPx4)信号通路的调节机制。方法采用随机数字表法选取20只大鼠作为假手术组,剩余70只大鼠均利用大脑中动脉闭塞法制备缺血性脑卒中大鼠模型,将造模成功的大鼠随机分为模型对照组、双路通脑方组、双路通脑方+SIRT1抑制剂组(双路通脑方+EX527组),每组20只。14 d后,对大鼠进行神经功能损伤评分;TTC染色检测大鼠脑梗死面积;HE染色检测大鼠脑组织病理变化;尼氏染色检测大鼠脑组织神经元数量;试剂盒检测大鼠脑组织中铁离子(Fe^(2+))、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)的水平;免疫组化检测大鼠脑组织中酰基-辅酶a合成酶长链家族成员4(ACSL4)、转铁蛋白受体(TFR)、铁蛋白重链多肽1(FTH1)蛋白的阳性表达;Western blotting法检测大鼠脑组织中SIRT1、Nrf2、GPx4及胱氨酸/谷氨酸转运蛋白(SLC7A11)蛋白的表达。结果与假手术组比较,模型对照组大鼠的神经功能缺损评分、脑梗死面积、Fe^(2+)和MDA含量、ACSL4、TFR蛋白表达升高(P<0.05),神经元数量、SOD和GSH含量、FTH1、SIRT1、Nrf2、GPx4及SLC7A11蛋白表达均降低(P<0.05);与模型对照组比较,双路通脑方组大鼠神经功能缺损评分、脑梗死面积、Fe^(2+)和MDA含量、ACSL4、TFR蛋白表达降低(P<0.05),神经元数量、SOD和GSH含量、FTH1、SIRT1、Nrf2、GPx4及SLC7A11蛋白表达均升高(P<0.05);采用SIRT1抑制剂进行回补实验,结果显示SIRT1抑制剂逆转了双路通脑方对神经元铁死亡的抑制作用,同时也抑制了Nrf2和GPx4的表达(P<0.05)。结论双路通脑方可能通过激活SIRT1/Nrf2/GPx4信号通路来抑制缺血性脑卒中大鼠神经元铁死亡。

石见穿诱导铁死亡抑制小鼠食管癌发生发展的研究

背景食管癌是一种在中国乃至全球范围内常见的消化道恶性肿瘤,具有很高的发病率和致死率。石见穿(SJC)作为传统中药,其清热解毒、活血镇痛之功常用于食管癌的治疗中。药理实验研究证明,SJC具有抗癌性,可有效治疗多种恶性肿瘤。目的基于铁死亡探讨SJC抑制C57小鼠食管原位癌发生发展的作用和机制。方法2022年2月—2023年2月选取SPF级C57BL/6雌鼠90只,随机分为对照组(Control组,n=15)、单纯4NQO诱癌组(4NQO组,n=25)、4-硝基喹啉N-氧化物(4NQO)+SJC低剂量组[4NQO/SJC(91 mg)组,n=25]和4NQO+SJC高剂量组[4NQO/SJC(182 mg)组,n=25]。采用4NQO诱导的方式进行C57小鼠食管癌原位模型的制备。观察小鼠活动情况,记录其精神状况和进食饮水情况,每隔8周分组测量小鼠体质量并进行记录。32周后进行食管组织苏木素-伊红(HE)染色和病理学分析。测定食管组织Fe^(2+)、谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量,采用蛋白质印迹法检测小鼠食管组织中核受体共激活因子4(NCOA4),谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)蛋白质的表达水平。采用Kaplan-Meier法绘制小鼠的生存曲线,生存曲线的比较采用Breslow检验。结果造模8、16、24、32周4NQO组、4NQO/SJC(91 mg)组、4NQO/SJC(182 mg)组小鼠体质量低于Control组,32周4NQO/SJC(91 mg)组、4NQO/SJC(182 mg)组小鼠体质量高于4NQO组(P<0.05)。Breslow检验结果显示,4组小鼠生存曲线比较,差异有统计学意义(χ^(2)=9.907,P=0.019)。HE染色结果可见,4NQO组小鼠食管上皮组织呈现异常增生,细胞排列紊乱,出现角化珠等异常病理改变;与4NQO组比较,4NQO/SJC(91 mg)组和4NQO/SJC(182 mg)组食管上皮组织病理学改变明显改善。4NQO组、4NQO/SJC(91 mg)组、4NQO/SJC(182 mg)组Fe^(2+)、MDA均低于Control组,GSH均高于Control组(P<0.05);4NQO/SJC(91 mg)组、4NQO/SJC(182 mg)组Fe^(2+)、MDA均高于4NQO组,GSH均低于4NQO组(P<0.05);4NQO/SJC(182 mg)组Fe^(2+)、MDA均高于4NQO/SJC(91 mg)组,GSH均低于4NQO/SJC(91 mg)组(P<0.05)。4NQO组NCOA4低于Control组、4NQO/SJC(91 mg)组、4NQO/SJC(182 mg)组,GPX4高于Control组、4NQO/SJC(91 mg)组、4NQO/SJC(182 mg)组(P<0.05);4NQO/SJC(91 mg)组、4NQO/SJC(182 mg)组GPX4高于Control组(P<0.05)。结论SJC可干预食管癌的发生发展,其机制可能与NCOA4介导的铁蛋白吞噬作用相关。

淫羊藿苷调节Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路对高糖诱导的小胶质细胞铁死亡的影响

目的:探讨淫羊藿苷调节核转录E2相关因子2(Nrf2)/溶质载体蛋白7家族成员11(SLC7A11)/谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)通路对高糖诱导的小胶质细胞铁死亡的影响。方法:将小胶质细胞(BV2)分为对照组(5.5 mmol·L^(-1)葡萄糖)、高糖组(35 mmol·L^(-1)葡萄糖)、淫羊藿苷低(35 mmol·L^(-1)葡萄糖+0.37μmol·L^(-1)淫羊藿苷)、高(35 mmol·L^(-1)葡萄糖+1.48μmol·L^(-1)淫羊藿苷)剂量组、抑制剂组(35 mmol·L^(-1)葡萄糖+1.48μmol·L^(-1)淫羊藿苷+1μmol·L^(-1)的Nrf2抑制剂ML385)。采用CCK-8法检测细胞增殖,进行细胞形态学观察,用超氧化物阴离子荧光探针(DHE)、氟硼二吡咯(BODIPYTM)检测细胞内活性氧(ROS)、脂质过氧化(LPO)水平,特异性荧光探针检测细胞内活性铁含量,Western Blot检测细胞Nrf2、SLC7A11、GPX4、血红素加氧酶1(HO-1)、环氧合酶2(COX2)、酰基辅酶A合成酶长链家族成员4(ACSL4)蛋白的表达。结果:与对照组比较,高糖组的BV2细胞形态不规则,出现细胞碎片,细胞光密度(OD450)值、Nrf2、SLC7A11、GPX4、HO-1表达明显降低(P<0.05),ROS和LPO水平、活性铁含量、COX2、ACSL4表达显著升高(P<0.05);与高糖组比较,低、高剂量淫羊藿苷组的BV2细胞损伤减少,细胞OD450值、Nrf2、SLC7A11、GPX4、HO-1表达升高(P<0.05),ROS和LPO水平、活性铁含量、COX2、ACSL4表达降低(P<0.05);与高剂量淫羊藿苷组比较,抑制剂组减弱了淫羊藿苷对高糖诱导的小胶质细胞铁死亡的抑制作用。结论:淫羊藿苷通过激活Nrf2/SLC7A11/GPX4通路从而抑制高糖诱导的小胶质细胞铁死亡。

灯盏花素调控Nrf2/Gpx4通路对MIRI模型心肌凋亡的影响及作用机制研究

[目的]探究灯盏花素调控核因子E2相关因子2(Nrf2)/谷胱甘肽过氧化物酶4(Gpx4)通路对心肌缺血再灌注损伤(MIRI)模型心肌凋亡的影响及作用机制。[方法]45只大鼠随机分为Sham组、MIRI组和MIRI+灯盏花素组,每组15只。通过结扎左前降支冠状动脉建立MIRI模型,建模24 h后,MIRI+灯盏花素组使用灯盏花素灌胃(200 mg/kg,1次/d,7 d)。比较各组大鼠心功能、心肌组织损伤、细胞凋亡、血清氧化应激因子、Nrf2/Gpx4通路表达水平。[结果]3组的上述指标比较差异显著(P<0.05)。MIRI组的左室收缩压力(LVESP)、上升和下降速率(±dP/dt max)、超氧化物歧化酶(SOD)、Nrf2和Gpx4 mRNA和蛋白水平显著低于Sham组,左室舒张末压力(LVEDP)、凋亡指数、丙二醛(MDA)水平显著高于Sham组(P<0.05)。MIRI+灯盏花素组的LVESP、±dP/dt max、SOD、Nrf2和Gpx4 mRNA和蛋白水平显著高于MIRI组,而LVEDP、凋亡指数和MDA显著低于MIRI组(P<0.05)。[结论]灯盏花素具有缓解MIRI模型大鼠心肌细胞凋亡的功能,并且其保护心功能的机制可能与促进Nrf2/Gpx4通路有关。

铁死亡相关调控信号通路在非酒精性脂肪肝中的研究进展

非酒精性脂肪肝是一种慢性肝病,随着高血压、肥胖、高脂血症、糖尿病的发生其发病率呈逐年递增趋势。铁死亡是一种新型的非凋亡形式受调控细胞死亡,其特征是脂质过氧化物的大量积累,引发多种疾病,以铁死亡的角度去研究疾病的治疗靶点可以为疾病的治疗提供新的临床解决方案。近年来研究发现,铁死亡相关调控信号通路在非酒精性脂肪肝的发生、发展过程中有重要意义,其中核因子E2相关因子2(Nrf2)/血红素加氧酶-1(HO-1)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)均为常见的铁死亡相关信号通路。现就上述相关信号通路与非酒精性脂肪肝的研究进展进行梳理,为非酒精性脂肪肝的治疗提供指导。

Keap1/Nrf2/HO-1/GPX4信号通路阻断癫痫大鼠海马神经元铁死亡机制及草果知母汤的干预效应

目的 探讨Kelch-样ECH相关蛋白1(Keap1)/核因子E2相关因子2(Nrf2)/血红素加氧酶-1(HO-1)/谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)信号通路阻断癫痫海马神经元铁死亡机制及草果知母汤的干预效应。方法 将60只大鼠随机分成正常对照组、模型组、草果知母汤低、中、高剂量组和西药对照组,每组10只。采用腹腔注射戊四氮(PTZ)法建立癫痫大鼠模型,草果知母汤低、中、高剂量组分别给予草果知母汤1.25 g/kg、2.50 g/kg、5.00 g/kg,西药对照组腹腔注射丙戊酸钠(200 mg/kg),连续给药5周,对大鼠进行Racine评分,使用酶联免疫吸附法(ELISA)试剂盒测定海马组织谷胱甘肽(GSH)、活性氧(ROS)及铁含量,苏木精-伊红(HE)及尼氏(Nissl)染色法观察海马组织病理学变化并计算海马神经元细胞数,免疫组化检测海马组织CA1区GPX4、Nrf2蛋白表达积分光密度(IOD),实时荧光定量聚合酶链式反应(RTq-PCR)及免疫印迹法(Western Blot)检测海马组织Keap1、GPX4、Nrf2及HO-1 mRNA及蛋白表达水平。结果 与正常对照组比较,模型组大鼠Racine评分、海马组织铁含量及ROS水平、海马组织Keap1 mRNA及蛋白水平均升高(P<0.05),海马组织GSH水平、海马神经元细胞数、海马组织GPX4、Nrf2及HO-1 mRNA及蛋白表达水平、海马CA1区GPX4、Nrf2蛋白免疫组化积分光密度降低(P<0.05)。与模型组比较,草果知母汤低、中、高各剂量及西药对照组大鼠Racine评分、海马组织铁含量及ROS水平、海马组织Keap1 mRNA及蛋白水平降低(P<0.05),海马组织GSH水平、海马神经元细胞数、海马组织GPX4、Nrf2及HO-1 mRNA水平及蛋白表达水平、海马CA1区GPX4、Nrf2蛋白表达积分光密度升高(P<0.05)。结论 草果知母汤能够修复癫痫大鼠海马组织神经元氧化损伤,其机制可能与调节Keap1/Nrf2/HO-1/GPX4通路进而阻断海马神经元铁死亡有关。

丹酚酸B基于Nrf2-Gpx4通路介导的铁死亡途径改善单侧输尿管梗阻大鼠肾脏间质纤维化

目的基于核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)-谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,Gpx4)通路介导的铁死亡途径,探究丹酚酸B对单侧输尿管梗阻(unilateral ureteral obstruction,UUO)大鼠肾脏间质纤维化(renal interstitial fibrosis,RIF)的改善作用。方法采用随机数字表法将40只大鼠分为假手术组、模型组、丹酚酸B组、丹酚酸B+Nrf2抑制剂组,每组10只。除假手术组外,其余各组建立UUO模型,假手术组除不结扎、剪断输尿管外,其余操作相同。丹酚酸B组灌胃100 mg·kg^(-1)·d^(-1)丹酚酸B,丹酚酸B+Nrf2抑制剂组在丹酚酸B组基础上腹腔注射Nrf2抑制剂ML38530 mg·kg^(-1)·d^(-1),假手术组、模型组灌胃等体积无菌生理盐水,连续9 d。HE染色和Masson染色检测肾组织形态和纤维化情况;试剂盒检测肾脏组织中Fe^(2+)、丙二醛(maleicdialdehyde,MDA)含量及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性;实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)和蛋白质免疫印迹检测肾脏组织中Ⅰ型胶原(Collagen-Ⅰ,CoL-Ⅰ)、Ⅲ型胶原(Collagen-Ⅲ,CoL-Ⅲ)、Nrf2、Gpx4的mRNA和蛋白水平。结果与假手术组相比,模型组肾脏组织中Fe^(2+)、MDA含量,CoL-Ⅰ、CoL-Ⅲ的mRNA和蛋白水平升高(P<0.05),血清中SOD活性降低(P<0.05),肾脏组织中Nrf2、Gpx4的mRNA和蛋白水平降低(P<0.05);与模型组相比,丹酚酸B组肾脏组织中Fe^(2+)、MDA含量,CoL-Ⅰ、CoL-Ⅲ的mRNA和蛋白水平降低(P<0.05),血清中SOD活性,肾脏组织中Nrf2、Gpx4的mRNA和蛋白水平升高(P<0.05);与丹酚酸B组相比,丹酚酸B+Nrf2抑制剂组肾脏组织中Fe^(2+)、MDA含量,CoL-Ⅰ、CoL-Ⅲ的mRNA和蛋白水平升高(P<0.05),血清中SOD活性,肾脏组织中Nrf2、Gpx4的mRNA和蛋白水平降低(P<0.05)。结论丹酚酸B能够激活Nrf2-Gpx4通路进而抑制铁死亡实现对UUO大鼠RIF的缓解。

枸杞多糖通过GPX4/AIF通路改善Immp2l^(-/-)小鼠睾丸损伤的研究

目的:探讨枸杞多糖(LBP)对氧化应激(OS)模型小鼠睾丸生精功能损伤的保护作用及其机制。方法:利用线粒体内膜肽样-2突变(Immp2l^(-/-))小鼠作为独特的OS动物模型,以野生型Immp2l^(+/+)作为正常对照、Immp2l^(-/-)突变小鼠作为阴性对照,通过饮水喂养给予1.5月龄Immp2l^(-/-)小鼠20 mg/kg浓度LBP作为治疗干预组,3组小鼠于13月龄处死,采用HE染色检测睾丸组织病理变化情况,获取小鼠附睾精子计算其精子常规参数,荧光TUNEL法检测睾丸组织生精细胞凋亡情况,通过免疫组化和Western印迹检测谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)和凋亡诱导因子(AIF)表达水平。结果:Immp2l^(-/-)小鼠睾丸组织皮质变薄,内见大量空泡样变性且生殖细胞减少,管腔内长形精子数量降低,LBP干预后睾丸组织空泡样病理变化减少,各级生精细胞排列较为整齐。与野生型Immp2l^(+/+)小鼠比较,Immp2l^(-/-)小鼠精子计数[(20.78±1.45)×10^(6)vs(72.89±8.28)×10^(6),P<0.01]、活率[(18.37±2.67)%vs(58.62±6.15)%,P<0.01]和正常形态精子百分率[(20.33±3.17)%vs(65.81±7.69),P<0.01]均显著降低,LBP干预后显著提高了Immp2l^(-/-)小鼠精子计数[(45.25±3.39)×10^(6),P<0.05]、活率[(36.34±4.56)%,P<0.05]和正常形态精子百分率[(38.72±3.63)%,P<0.05]。Immp2l^(-/-)小鼠睾丸组织生精细胞凋亡显著增加,与Immp2l^(+/+)相比具有显著性差异[(7.14±0.78)%vs(1.45±0.43)%,P<0.01],LBP干预Immp2l^(-/-)小鼠后凋亡率显著降低[(2.28±0.07)%,P<0.01]。免疫组化结果显示,LBP干预Immp2l^(-/-)小鼠后GPX4表达显著增加[(1.43±0.17)vs(2.75±0.48),P<0.05],AIF表达显著降低[(2.43±0.15)vs(1.35±0.51),P<0.05]。Western印迹结果显示,LBP可显著提高GPX4并降低AIF在Immp2l^(-/-)小鼠中的表达(P<0.01)。结论:20 mg/kg LBP可能通过GPX4-AIF通路改善Immp2l^(-/-)OS小鼠睾丸生精损伤。

过表达KLF9增加GPX4和活性氧(ROS)水平抑制悬浮培养的SKOV3人卵巢癌细胞凋亡

目的探究Kruppel样因子9/谷胱甘肽过氧化物酶4(KLF9/GPX4)信号轴对悬浮培养的卵巢癌细胞凋亡的调控功能和机制。方法通过慢病毒感染在SKOV3细胞过表达和敲低KLF9表达水平,通过实时定量PCR和Western blot法进行验证。采用双荧光素酶报告基因实验验证KLF9对GPX4的转录调控作用,采用流式细胞术检测SKOV3细胞活性氧(ROS)含量及细胞凋亡比率。结果KLF9对GPX4的启动子区域有转录抑制作用。过表达KLF9的SKOV3细胞GPX4表达量增加,ROS水平上升。在悬浮培养条件下,SKOV3细胞ROS水平增加,过表达KLF9抑制SKOV3细胞凋亡,敲低KLF9则促进SKOV3细胞凋亡,与此同时正常的贴壁培养并没有观察到这一现象。结论过表达KLF9增加卵巢癌细胞GPX4和ROS水平,抑制悬浮培养的卵巢癌细胞凋亡。

血管软化丸调控Nrf2/xCT/GPX4通路抑制血管内皮细胞铁死亡改善动脉粥样硬化的作用机制

目的 从核因子E2相关因子2(Nrf2)/胱氨酸谷氨酸反向转运蛋白(xCT)/谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)通路探讨血管软化丸对ApoE^(-/-)动脉粥样硬化(AS)小鼠铁死亡的作用及分子机制。方法 10只普通饲料喂养C57BL/6J雄性小鼠为正常组。ApoE^(-/-)小鼠高脂饲料喂养12周构建AS动物模型,按随机数字表法将50只造模成功的小鼠分为模型组、血管软化丸低剂量(2.34 g/kg)组、血管软化丸高剂量(4.68 g/kg)组、血管软化丸高剂量+ML385(0.03 g/kg)组、铁死亡抑制剂(1 mg/kg)组,每组10只,连续干预6周。采用全自动血脂分析仪检测血脂水平[甘油三酯(TG)、胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)],油红O染色观察主动脉脂质沉积情况,苏木素-伊红(HE)染色观察主动脉窦组织形态学变化,比色法检测各组小鼠血清中Fe^(2+)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)水平,免疫荧光观察各组小鼠主动脉窦铁蛋白重链(FTH1)和铁蛋白轻链(FTL)蛋白表达,蛋白质印迹法检测小鼠主动脉组织Nrf2、xCT、GPX4蛋白水平,透射电镜观察主动脉线粒体超微结构改变。结果 与正常组比较,模型组小鼠主动脉可见明显脂质斑块沉积、主动脉窦钙化病变严重,血清TC、TG、LDL-C、Fe^(2+)、MDA水平均升高,HDL-C、SOD、GSH水平下降(P<0.01),主动脉组织Nrf2、xCT、GPX4蛋白及铁储存蛋白FTH1、FTL表达下降(P<0.01),线粒体结构形态损伤严重;与模型组比较,血管软化丸低、高剂量组及铁死亡抑制剂组小鼠治疗后主动脉斑块面积占比下降、主动脉窦钙化病变减轻,血清TC、TG、LDL-C、Fe^(2+)、MDA水平下降,HDL-C、SOD、GSH水平升高,差异均具有统计学意义(P<0.05,P<0.01),主动脉组织Nrf2、xCT、GPX4蛋白及铁储存蛋白FTH1、FTL阳性表达上调,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01),线粒体结构趋近正常;与血管软化丸高剂量组比较,血管软化丸高剂量+ML385组小鼠血脂及脂质过氧化水平有所增加,主动脉组织Nrf2、xCT、GPX4蛋白及铁储存蛋白FTH1、FTL阳性表达下降(P<0.01),线粒体结构损伤,可逆转血管软化丸对AS小鼠的治疗作用。结论 血管软化丸可改善AS小鼠血脂水平、减少动脉斑块病变程度,其作用机制可能与激活Nrf2/xCT/GPX4通路、抑制铁死亡有关。

补肾通蚀丸通过调控Nrf2/SLC7A11/GPX4通路介导铁死亡对酒精性股骨头坏死大鼠成骨功能障碍的影响

目的:探讨补肾通蚀丸通过抑制成骨细胞铁死亡促进酒精性股骨头坏死(AIONFH)大鼠股骨头修复的机制。方法:雄性SD大鼠36只,随机分为对照组、模型组、治疗组(补肾通蚀丸1.2 g/kg),每组12只,使用Lieber-DeCarli酒精液体饲料喂养制备AIONFH大鼠模型。Micro-CT扫描测量相关骨组织学分数;肉眼观察股骨头大体形态;HE染色观察股骨头组织病理形态学;生化试剂盒检测血清与股骨头组织中丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、总铁离子浓度水平;RT-qPCR、Western Blot分别检测核红系转录因子2(Nrf2)、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素(OCN)、Ⅰ型胶原蛋白(Collagen-Ⅰ)mRNA和蛋白表达量。结果:与模型组比较,治疗组大鼠股骨头骨质丢失情况减轻(P<0.05),股骨头组织病理学改变减轻,血清与股骨头组织中MDA、总铁离子浓度水平显著降低(P<0.05),GSH水平显著升高(P<0.05),Nrf2、SLC7A11、GPX4、ALP、OCN、Collagen-ⅠmRNA和蛋白相对表达量显著增加(P<0.05)。结论:补肾通蚀丸可能通过激活Nrf2/SLC7A11/GPX4通路抑制成骨细胞铁死亡,促进AIONFH大鼠股骨头成骨修复能力。

去铁胺在甲基汞诱导细胞铁死亡中的作用及其机制

目的:探讨去铁胺预处理对甲基汞毒性作用的影响及其潜在的机制。方法:选用大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤PC12细胞与大鼠肝BRL细胞,对照组用含10%胎牛血清的高糖培养基培养0.5 h,甲基汞组用不同浓度甲基汞(1.0、2.5、5.0、10.0μmol/L)处理0.5 h,MTT法检测细胞活力,免疫印迹法检测谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPx4)蛋白表达,筛选最适浓度甲基汞。另取PC12细胞与BRL细胞,对照组用含10%胎牛血清的高糖培养基培养6.5 h,去铁胺+甲基汞组分别用0、50、100、200、400μmol/L去铁胺预处理6 h,再用10.0μmol/L甲基汞处理0.5 h,免疫印迹法检测GPx4及缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)蛋白表达,MTT法检测细胞活力。结果:与对照组相比,10.0μmol/L甲基汞组两种细胞活力降低最显著,以此浓度进行后续实验;随着甲基汞浓度逐渐增加,两种细胞中GPx4表达逐渐降低。与0μmol/L去铁胺+甲基汞组比较,随着去铁胺浓度增加,两种细胞中GPx4和HIF-1α蛋白表达逐渐增加;400μmol/L去铁胺+甲基汞组PC12细胞活力明显增加,200μmol/L去铁胺+甲基汞组BRL细胞活力明显增加。结论:去铁胺可拮抗甲基汞致细胞的铁死亡,可能与上调HIF-1α及铁死亡关键调控因子GPx4表达相关。

基于Nrf2/HO-1/GPX4信号通路探讨真武汤改善脾肾阳虚型糖尿病肾病小鼠的作用机制

目的:基于核因子E2相关因子2(Nrf2)/血红素氧合酶-1(HO-1)/谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)信号通路探讨真武汤对脾肾阳虚型糖尿病肾病(DKD)小鼠肾脏氧化损伤的干预作用及机制。方法:将25只7周龄SPF级雄性db/m小鼠及95只7周龄SPF级雄性db/db小鼠适应性喂养1周。db/m小鼠作为空白组,其余小鼠进行运用灌服生大黄溶液和氢化可的松制备脾肾阳虚型DKD模型,成模后随机分为模型组、厄贝沙坦组(25 mg·kg^(-1))、真武汤高、中、低剂量(33.8、16.9、8.45 g·kg^(-1))组,每组15只,连续灌胃8周。观察小鼠生存状态和计算中医证候评分并测定脾肾阳虚相关、空腹血糖(FBG)及肾功能相关指标;苏木素-伊红(HE)染色观察各组肾脏组织病理学改变;生化试剂盒法测定肾组织中氧化应激相关指标;实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)和蛋白免疫印迹法(Western blot)检测各组小鼠肾组织中Nrf2、HO-1、谷氨酸半胱氨酸连接酶催化亚基(GCLC)、GPX4 m RNA和蛋白表达水平。结果:与空白组比较,模型组小鼠中医证候积分明显升高(P<0.05),雌二醇(E2)含量明显升高(P<0.05),睾酮(T)、三碘甲状腺原氨酸(T3)、四碘甲状腺原氨酸(T4)含量明显降低(P<0.05);FBG明显升高(P<0.05),肾功能明显下降(P<0.05);肾脏病理显示肾小球肥大,肾小球系膜和基底增厚明显,肾组织中过氧化氢酶(CAT)、总抗氧化能力(T-AOC)、还原型谷胱甘肽(GSH)水平均明显降低(P<0.05),丙二醛(MDA)的含量明显升高(P<0.05),肾组织中Nrf2、HO-1、GCLC、GPX4 m RNA及蛋白表达水平明显下降(P<0.05);与模型组比较,真武汤高、中剂量组中医证候积分明显降低、E2含量明显降低(P<0.05),T、T3、T4含量明显升高(P<0.05);肾功能明显改善(P<0.05),肾脏病理明显改善,真武汤高、中剂量组小鼠肾组织中CAT、T-AOC、GSH水平均明显升高(P<0.05),MDA的含量明显下降(P<0.05),各给药组小鼠肾组织中Nrf2、HO-1、GCLC、GPX4 m RNA及蛋白表达水平明显升高(P<0.05)。结论:真武汤改善脾肾阳虚型db/db小鼠一般状态、肾功能,降低氧化损伤和减轻肾脏病理改变,其作用机制可能与调节Nrf2/HO-1/GPX4通路有关。

铁死亡抑制蛋白1在人类疾病中的作用机制研究进展

铁死亡抑制蛋白1(FSP1)是新近被证实的铁死亡抑制因子,与乳腺癌、卵巢癌、肺癌、肝细胞癌、黑色素瘤、淋巴瘤、白血病、铜耐受、重症急性胰腺炎、糖尿病等疾病的发生发展密切相关。有研究发现,FSP1基于其氨基酸系列C末端片段、核易位、过表达等因素诱导非caspase依赖性的细胞凋亡,并可通过FSP1-CoQ_(10)-NAD(P)H途径、平行于经典的谷胱甘肽(GSH)-GPX4途径使细胞免于铁死亡,在细胞生命活动中发挥"双刃剑"的作用。该文综述目前FSP1在人类疾病中作用机制的研究进展,以期为疾病防治提供新的靶标。

西红花酸调控Nrf2/HO-1通路抑制高糖诱导人肾小球系膜细胞铁死亡

目的 探讨西红花酸抑制高糖诱导人肾小球系膜细胞(HGMCs)铁死亡的作用机制。方法 (1)体外培养HGMCs,将细胞分为空白对照组、阴性对照组(60 mmol·L^(-1)甘露醇)和葡萄糖实验组(30、60、90 mmol·L^(-1)),干预培养48 h后,采用CCK-8法检测细胞存活率,采用RT-qPCR法检测谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)mRNA表达,以确定高糖诱导HGMCs的造模条件。(2)体外培养HGMCs,分为空白对照组和西红花酸给药组(5、25、125μmol·L^(-1)),干预培养24 h后,采用CCK-8法检测细胞存活率。(3)体外培养HGMCs,将细胞分为空白对照组、模型组(60 mmol·L^(-1)葡萄糖)、西红花酸组(60 mmol·L^(-1)葡萄糖+5、25、125μmol·L^(-1)西红花酸)及阳性对照组[60 mmol·L^(-1)葡萄糖+1μmol·L^(-1)铁死亡抑制剂(Ferrostatin-1,Fer-1)]。干预培养48 h后,采用CCK-8法检测细胞存活率;流式细胞术检测细胞内活性氧(ROS)水平;Western Blot法检测细胞GPX4、血红素加氧酶-1(HO-1)、转铁蛋白受体(TFRC)蛋白表达;采用免疫荧光法与Western Blot法检测HGMCs细胞核中核因子E2相关因子2(Nrf2)蛋白表达。结果 (1)与空白对照组比较,阴性对照组的细胞存活率及GPX4mRNA表达水平无明显差异(P>0.05);30、60、90 mmol·L^(-1)葡萄糖实验组的细胞存活率及GPX4 mRNA表达水平均显著降低(P<0.01),且以60 mmol·L^(-1)浓度组作用最为明显。(2)与空白对照组比较,5μmol·L^(-1)西红花酸组的HGMCs细胞存活率无明显影响(P>0.05),25、125μmol·L^(-1)西红花酸组的HGMCs细胞存活率显著升高(P<0.01),该浓度西红花酸对HGMCs无明显细胞毒性。(3)与空白对照组比较,模型组的HGMCs细胞存活率显著降低(P<0.01);细胞内ROS水平显著上升(P<0.01);GPX4蛋白表达水平明显下降(P<0.05);细胞核内Nrf2蛋白表达显著下调(P<0.001)。与模型组比较,25、125μmol·L^(-1)西红花酸组的HGMCs细胞存活率明显升高(P<0.05);细胞内ROS水平均显著下降(P<0.01),并呈浓度依赖性;西红花酸125μmol·L^(-1)组HGMCs细胞GPX4、HO-1蛋白表达水平明显上调(P<0.05,P<0.01),与阳性对照药物Fer-1效果相近(P>0.05);西红花酸125μmol·L^(-1)组HGMCs细胞核内Nrf2蛋白表达显著上调(P<0.001)。各组间的HGMCs细胞TFRC蛋白表达无明显差异(P>0.05)。结论 西红花酸能够抑制高糖诱导HGMCs细胞铁死亡,减少细胞内ROS生成,上调GPX4蛋白表达,可能与上调Nrf2/HO-1通路密切相关。

PC12细胞转染人GPx-1基因后的抗氧化损伤作用

目的探讨GPx-1高表达在H2O2介导的PC12细胞损伤时的保护作用及分子机制。方法将PC12细胞转染含人GPx-1基因的plncx质粒及空载体plncx质粒,经持续筛选建立起稳定表达人GPx-1基因和空质粒plncx的PC12细胞系。对PC12、GPx-1-PC12、plncx-PC12 3组细胞,分别给予H2O2和亚硒酸钠+H2O2干预方式,GPx活性检测试剂盒检测各组细胞GPx活性;MTT法检测细胞的存活情况;流式细胞仪检测细胞凋亡发生的情况;免疫细胞化学法观察NF-κBp65的表达情况。结果 GPx-1-PC12组细胞GPx活性较对照组明显增高;3组细胞分别给予2种干预后,PC12与plncx-PC12组细胞存活率比较,差异无统计学意义(P>0.05),GPx-1-PC12较PC12、plncx-PC12组细胞存活率明显增高(P<0.01);GPx-1-PC12较PC12、plncx-PC12细胞早期和晚期凋亡率明显下降,存在统计学差异(P<0.01);GPx-1-PC12较PC12细胞NF-κBp65表达明显减少(P<0.01)。结论 GPx-1基因高表达对H2O2所致的PC12细胞氧化损伤有很好的保护作用;GPx-1可抑制PC12细胞氧化损伤时凋亡的发生及NF-κB的表达。

急性肾损伤过程中铁死亡的研究进展

器官捐献和肾移植手术过程中常伴有急性肾损伤(AKI),导致病死率升高、住院时间延长和住院费用显著增多。近年来,研究表明铁死亡与AKI密切相关,但确切的分子生物学机制尚未阐明,需要更加深入的研究。本文从铁死亡相关生物学标志物和生物学反应两方面,综述铁死亡在AKI中的作用,为防治AKI寻找新的可能方向。

细胞铁死亡发生机制的研究进展

铁死亡是一种全新的细胞死亡方式,具有独特的形态结构、生物化学及遗传学表现,其本质是铁离子依赖的脂质过氧化产物超量蓄积引起的以线粒体改变为主的氧化损伤。铁离子代谢失衡,诱发机体大量活性氧类与脂质过氧化物的产生,导致细胞铁死亡;而核转录因子红系2相关因子2/谷胱甘肽过氧化物酶4抑制氧化应激是铁死亡的关键信号通路;胱氨酸/谷氨酸反向转运体促进谷胱甘肽的合成;电压依赖性阴离子通道稳定线粒体代谢及离子平衡;p53上调溶质载体家族7成员11的表达,抑制胱氨酸进入细胞内,促进铁死亡。铁死亡与肿瘤、神经退行性疾病、缺血再灌注损伤等有关,但铁离子在细胞铁死亡中的具体作用以及铁死亡与其他细胞死亡方式之间是否存在潜在的相关性需进一步探讨。

罗哌卡因对人结肠癌顺铂耐药细胞株顺铂敏感性的增强作用及其机制

目的观察罗哌卡因对人结肠癌顺铂耐药细胞株顺铂敏感性的增强作用,并进一步探讨其作用机制。方法通过浓度递增法将人结肠癌LOVO细胞暴露于顺铂中诱导顺铂耐药株LOVO/DDP形成。将LOVO和LOVO/DDP两种结肠癌细胞株分别分为罗哌卡因联合顺铂组、罗哌卡因组、顺铂组、对照组。对照组加入细胞培养液,顺铂组加入细胞培养液和1.0μmol/L浓度顺铂,罗哌卡因联合顺铂组加入细胞培养液后再同时加入1.0μmol/L浓度顺铂及1 mmol/L浓度罗哌卡因培养。培养14 d,采用平板克隆实验观察细胞增殖能力。培养48 h后,采用Tran⁃swell和流式细胞术观察细胞迁移、凋亡情况;JC-1和ROS实验测定细胞线粒体膜电位和活性氧(ROS);Western blot⁃ting法、免疫荧光法检测细胞株中MMP-9及铁死亡相关蛋白GPX4、Nrf-2、SLC7A11;亚铁离子染色法检测结肠癌细胞株中亚铁离子。结果LOVO细胞中,与对照组比较,顺铂组LOVO细胞株克隆体的形成减少、迁移细胞株数减少、MMP-9蛋白水平降低、凋亡率升高、存活率降低,罗哌卡因组克隆体形成数、迁移细胞株数、MMP-9蛋白水平、细胞凋亡率、细胞存活率变化不明显,顺铂联合罗哌卡因组细胞株克隆体数减少、迁移细胞数减少、MMP-9蛋白水平下降、凋亡率升高、存活率降低(P均<0.05);与顺铂组比较,顺铂联合罗哌卡因组细胞株克隆体数少、迁移细胞数少、MMP-9蛋白水平低、凋亡率高、存活率低(P均<0.05)。在LOVO/DDP细胞株中,与对照组比较,顺铂组、罗哌卡因组细胞株克隆体数、迁移细胞株数、MMP-9蛋白水平变化不明显,顺铂联合罗哌卡因组细胞株克隆体数、迁移细胞株数减少、MMP-9蛋白水平降低、细胞凋亡率降低、细胞存活率升高(P均<0.05)。在LOVO细胞株和LOVO/DDP细胞株中,与对照组比较,其他三组JC-1多聚体红色荧光与单体绿色荧光比值[JC-1(Red/Green)]均降低,ROS水平升高,GPX4蛋白水平下降,GPX4相对荧光强度减弱,Fe2+荧光强度增强,以罗哌卡因联合顺铂组最显著(P均<0.01)。在LOVO/DDP细胞株中,与对照组相比,顺铂组及罗哌卡因组Nrf-2、SLC7A11蛋白表达水平无明显变化(P均>0.05),罗哌卡因联合顺铂组Nrf-2、SLC7A11蛋白水平均下降(P均<0.01)。结论罗哌卡因可增强人结肠癌顺铂耐药细胞株顺铂敏感性,其作用机制可能与由Nrf-2、GPX4、SLC7A11及线粒体膜电位水平降低、ROS水平升高诱导的铁死亡有关。

藜芦胺对人胶质母细胞瘤细胞U251增殖的影响及机制

目的 探究藜芦胺(VTM)对人胶质母细胞瘤(GBM)细胞U251增殖的影响及其潜在机制。方法 借助网络药理学方法,筛选VTM干预GBM的铁死亡相关交集靶点,并进行基因本体、京都基因和基因组百科全书富集分析。以U251细胞为对象,采用CCK-8法、细胞克隆形成实验、细胞形态变化观察、2′,7′-二氯荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)荧光探针法、FerroOrange荧光探针法、Western blot实验对VTM抑制U251细胞增殖的作用及可能机制进行验证。结果 共筛选出VTM干预GBM的铁死亡相关交集靶点462个,富集于氧化应激、细胞凋亡等生物学过程,胞质囊泡、线粒体膜等细胞成分,影响二价铁离子(Fe^(2+))结合、DNA转录过程等分子功能,以及铁死亡、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信号通路等。40、60、80、100、120、140μmol/L的VTM均可显著降低细胞存活率(P<0.01);40、80、120μmol/L的VTM可使细胞萎缩、细胞核破碎,可显著抑制其克隆形成,显著提高其活性氧(ROS)、Fe^(2+)水平,并可不同程度地上调核转录因子红系2相关因子2(Nrf2)、血红素加氧酶1(HO-1)蛋白的表达,下调谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)蛋白的表达(P<0.05或P<0.01)。结论 VTM可抑制U251细胞的增殖,促进细胞内ROS和Fe^(2+)的蓄积,从而诱导铁死亡,上述作用可能与调控Nrf2/HO-1/GPX4信号通路有关。