七氟醚通过HIF信号通路对糖尿病心肌保护作用的研究

目的探讨七氟醚对糖尿病心肌的保护作用及其可能作用机制。方法建立糖尿病大鼠心肌缺血再灌注(I/R)损伤模型,随机分为sham组(假手术组)、I/R组、I/R+SPostC组(七氟醚后处理组)、I/R+DFO组(HIF信号通路激活剂去铁胺处理组)、I/R+SPostC+DFO组(SPostC+DFO联合处理组);观察大鼠血流动力学指标LVDP、LVEDP、+dp/dtmax;DHE荧光探针法检测ROS水平;硫代巴比妥酸法检测MDA水平;ELISA法检测IL⁃1β、IL⁃6、TNF⁃α水平;Western blot检测HIF信号通路相关蛋白HIF⁃1α、EphrinA1表达量。结果与sham组比较,I/R组LVDP、+dp/dtmax水平降低,HIF⁃1α、EphrinA1蛋白水平降低,LVEDP、ROS、MDA、IL⁃1β、IL⁃6、TNF⁃α水平升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。与I/R组比较,I/R+DFO组、I/R+SPostC+DFO组LVDP、+dp/dtmax水平升高,HIF⁃1α、EphrinA1蛋白水平升高,LVEDP、ROS、MDA、IL⁃1β、IL⁃6、TNF⁃α水平降低,且I/R+SPostC+DFO组、I/R+DFO组比较差异显著,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论七氟醚通过激活HIF信号通路而减轻糖尿病大鼠心肌I/R损伤。

氟尿嘧啶调控VHL/HIF信号通路抑制肾癌细胞增殖、侵袭与转移的研究

目的:探讨氟尿嘧啶通过调控VHL/HIF信号通路影响肾癌细胞增殖、侵袭与转移。方法:体外培养人肾癌786-0细胞,分别用终浓度为6、60、600μg/mL的氟尿嘧啶处理肾癌细胞,噻唑蓝(MTT)检测氟尿嘧啶对肾癌细胞增殖的影响,划痕实验检测细胞转移能力的影响,Transwell实验检测细胞体外侵袭能力的影响。Western blot检测细胞中VHL/HIF信号通路相关蛋白HIF-1α、VEGF及活化的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3(Cleaved Caspase-3)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)的表达。通过细胞转染法转染pcDNA-HIF-1α后Western blot检测转染效率,同样的方法检测对肾癌细胞增殖、侵袭和转移的影响。结果:氟尿嘧啶处理后的肾癌细胞增殖明显受到抑制,侵袭和转移能力明显降低,且呈现出时间和浓度依赖性(P<0.05),相关蛋白HIF-1α、VEGF、MMP-9表达下调,Cleaved Caspase-3表达上调,转染pcDNA-HIF-1α后,HIF-1α的表达上调,肾癌细胞增殖活性降低,侵袭和转移能力减弱,与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:氟尿嘧啶能抑制肾癌细胞增殖、侵袭与转移,其作用机制与通过阻断VHL/HIF信号通路,调节Cleaved Caspase-3和MMP-9的表达有关。

红景天对尾吊小鼠眼压、视网膜结构及PI3K/AKT/HIF⁃1α信号通路的影响

针对微重力环境导致的航天相关眼综合征存在眼压升高与视网膜病变问题,研究红景天对尾吊小鼠眼压、视网膜结构的影响及作用机制。实验取55只C57小鼠,分为5组,每组11只,经2周造模,4周给药干预,历时6周;第2、4、6周测量小鼠眼压,6周后HE染色观察小鼠视网膜结构,RT⁃PCR测定小鼠视网膜内PI3K、AKT、HIF⁃1α基因表达水平。结果显示:尾吊模拟微重力状态下,小鼠眼压4周显著性高(P<0.01),6周时出现自然回落;6周小鼠视网膜结构未发生明显病理性改变,视网膜内PI3K、AKT、HIF⁃1α基因表达水平显著升高(P<0.05);应用红景天干预,可有效降低尾吊小鼠4周时的眼压(P<0.01),调节6周时视网膜内PI3K、AKT、HIF⁃1α基因表达水平(P<0.05);高剂量红景天干预造成6周时小鼠眼压较空白组显著升高(P<0.05)。红景天可降低尾吊小鼠的眼压升高,调节小鼠PI3K/AKT/HIF⁃1α信号通路表达水平,低剂量红景天干预安全性更佳。

基于HIF-1信号通路基因变化探讨COPD肺血管病变的发生机制

目的以慢性阻塞性肺疾病(COPD)动物模型为基础,探索COPD肺血管病变发生发展与低氧诱导因子(HIF)-1复合信号通路的关系。方法将30只SD雄性大鼠随机分为正常组10只,模型组20只,模型组后续分为造模6 w组与造模12 w组。以香烟烟雾暴露结合鼻腔滴入内毒素法建立COPD模型,收集正常组、造模6、12 w组肺组织,q-聚合酶链反应(PCR)法检测COPD模型造模后不同时间点HIF-1复合通路关键基因HIF-1α、热休克蛋白(HSP)90、血管内皮生长因子(VEGF)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)及内皮素(ET)-1 mRNA表达。结果与正常组相比,COPD模型组黏膜下存在明显的炎细胞浸润,肺泡壁变薄或断裂引起部分肺泡扩大融合形成肺大泡,肺血管也显示出不同程度增生,管壁增厚或管腔变形,微血管数量明显增多。与正常组相比,造模6、12 w后肺组织中HIF-1α、HSP90、VEGF、ET-1 mRNA表达显著上调(P<0.05,P<0.01),且造模12 w后肺组织中HIF-1α、VEGF、iNOS mRNA表达与造模6 w时相比显著上调(P<0.05)。与造模6 w时相比,造模12 w后肺组织中HSP90、ET-1 mRNA表达无显著差异(P>0.05)。与正常组相比,肺组织中iNOS mRNA表达在造模6 w时无显著差异(P>0.05),造模12 w后肺组织中iNOS mRNA表达显著上调(P>0.05)。结论COPD肺血管病变的发生发展与HIF-1复合信号通路的表达相关,且严重程度与造模时长呈正相关。

AKT/HIF/VEGF信号通路与p-NMDAR2B在难治性癫痫相关性FCD致痫灶中的作用及相关因素分析

目的研究AKT/HIF/VEGF信号通路与p-NMDAR2B在难治性癫痫相关性FCD致痫灶中的作用及相关因素分析,探讨两者在FCD致痫灶中的作用及相关因素分析。方法该研究于2010年1月—2015年1月间方便选取在福建医科大学附属第一医院神经外科进行手术治疗的50例难治性癫痫患者,所有患者均经术后病理证实为FCD,将术后病灶脑组织进行研究分析,作为实验组;其中FCDⅠ型30例,FCDⅡ型20例。同时另外选取50例行减压或清创手术的脑外伤患者,将术中获取的和各种病变患者手术入路不可避免要切除的正常脑组织进行研究,纳入对照组。均利用免疫组织化学染色和Western blot方法检测上述脑组织中的p-AKT1/2/3(Thr308)、HIF-1、VEGF以及p-NMDAR2B(Tyr1336)的表达情况和蛋白水平。观察各型癫痫患者和正常脑组织p-AKT1/2/3(Thr308)、HIF-1、VEGF以及pNMDAR2B(Tyr1336)的表达情况、免疫组化积分情况以及β-actin灰度比值情况。结果 (1)各型难治性癫痫相关性FCD致痫灶中AKT/HIF/VEGF信号通路发生不同程度激活表现,属异常现象。(2)Western blot:p-AKT1/2/3(Thr308)、HIF-1、VEGF以及p-NMDAR2B(Tyr1336)在FCDⅠ型病灶中表达水平分别为(0.619 3±0.078 4)、(0.779 2±0.039 1)、(0.752 8±0.099 4)以及(0.641 4±0.091 9);在FCDⅡ型病灶中表达水平分别为(0.885 9±0.031 1)、(0.862 9±0.035 5)、(0.839 2±0.038 1)以及(0.908 8±0.037 3),均明显高于正常脑组织的(0.404 2±0.084 9)、(0.467 9±0.013 8)、(0.479 8±0.045 1)以及(0.349 2±0.090 7),差异有统计学意义(P<0.05)。结论 AKT/HIF/VEGF信号通路可能是通过调控NMDA受体活性参与了FCD相关难治性癫痫的发生发展。

当归红芪超滤膜提取物调控肾脏缺氧介导的HIF⁃1α信号通路改善DKD大鼠肾脏纤维化的机制

通过当归红芪超滤膜提取物干预糖尿病肾病(diabetic kidneydisease,DKD)模型大鼠,观察DKD大鼠肾脏缺氧介导的缺氧诱导因子⁃1α(hypoxia inducible factor⁃1α,HIF⁃1α)/血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和HIF⁃1α/血小板源性生长因子(platelet⁃derived growth factor,PDGF)/血小板源性生长因子受体(platelet derived growth factor receptor,PDGFR)信号通路的表达,探讨当归红芪超滤膜提取物改善DKD大鼠肾脏纤维化的作用机制。将50只SPF级雄性Wistar大鼠适应性喂养1周后,随机分为空白组7只及造模组,造模组禁食24 h后一次性腹腔注射链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)联合高糖高脂饲料喂养制备DKD模型,造模成功后,将造模组随机分为模型组,当归红芪超滤膜提取物低、中剂量组,各7只,厄贝沙坦组和当归红芪超滤膜提取物高剂量组各8只。给予药物干预12周,观察大鼠一般情况,每周检测大鼠的体质量及血糖,于灌胃第6、12周检测大鼠24 h尿蛋白(urinary protein,UP);末次给药后,检测大鼠肾功能相关指标;Masson染色观察肾组织病理变化;免疫组化法(immunohistochemistry,IHC)检测肾组织脯胺酰羟化酶2(prolyl hydroxylase domain 2,PHD2)、HIF⁃1α蛋白表达;实时荧光定量聚合酶链式反应(real⁃time qPCR)检测肾组织PHD2、VEGF、PDGF、PDGFR mRNA表达;蛋白免疫印迹法(Western blot)检测肾组织HIF⁃1α、VEGF、PDGF、PDGFR蛋白的表达。结果显示,与模型组比较,各给药组大鼠血清中糖化血清蛋白(glycosylated serum protein,GSP)、血肌酐(serum creatinine,Scr)、尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)水平不同程度降低(P<0.05或P<0.01),呈剂量相关性;大鼠肾脏病理明显改善;大鼠肾脏中PHD2 mRNA表达显著上调(P<0.05或P<0.01),VEGF、PDGF、PDGFR mRNA表达显著下调(P<0.05或P<0.01);大鼠肾脏中HIF⁃1α、VEGF、PDGF、PDGFR蛋白表达水平显著降低(P<0.01);PHD2阳性细胞率表达上升(P<0.01)。综上,当归红芪超滤膜提取物能改善DKD大鼠肾脏纤维化,其机制与抑制肾脏缺氧介导的HIF⁃1α信号通路上关键蛋白的表达并减少细胞外基质(extracellular matrix,ECM)沉积有关。

高原动物低氧适应的表观遗传学机制研究

高原低氧环境是生物在高海拔地区所面临的主要生存挑战。动物高原适应性遗传基础复杂,相关研究主要聚焦在比较基因组、群体基因组和进化基因组,正选择基因集中体现在低氧诱导因子(HIF)调控通路。目前,动物高原适应的表观遗传学机制越来越受到关注。表观遗传学可以调节基因表达的可塑性和稳定性,影响细胞功能和生物体适应环境变化的能力。研究表明,高原生物经历了长期的低氧适应,表现出了与表观遗传学相关的适应性调节。DNA甲基化和组蛋白修饰是表观遗传学的重要修饰方式,与高原适应密切相关,通过调控基因表达水平影响细胞功能。HIF作为低氧环境中的关键转录因子复合物,其稳定性和活性受到表观遗传学的调控。DNA甲基化和组蛋白修饰直接影响HIF信号通路的功能,而非编码RNA和细胞色素P450(CYP450)酶等表观遗传机制同样也参与了HIF信号通路的调控。深入理解高原低氧环境适应与表观遗传学之间的关系以及HIF信号通路的表观遗传学作用机制,对于揭示适应性进化和相关疾病的发生机制具有重要意义。笔者总结了高原低氧环境适应与表观遗传学的关系,并重点探讨了HIF信号通路在表观遗传学调控中的作用机制。

基于“异病同治”理论探讨银丹心脑通软胶囊通过HIF1α-MMP9介导的HIF1α信号通路治疗脑卒中和冠心病的共同机制

冠心病和脑卒中是最常见的心脑血管疾病,具有诸多共同的病理基础。银丹心脑通软胶囊(YDXNT)是治疗脑卒中和冠心病的常用药,但其治疗二者的共同机制尚不十分清楚。运用网络药理、实验验证、分子对接等手段探究YDXNT基于“异病同治”理论治疗脑卒中和冠心病的共同机制。通过文献挖掘并利用IPA、ETCM、HERB、Swiss Target Prediction、OMIM和GeneCards等网络数据库筛选并预测YDXNT治疗冠心病和脑卒中的潜在共同靶点。通过IPA软件进行PPI、GO和KEGG分析,得到YDXNT治疗脑卒中和冠心病共同的核心靶点、通路和功能。通过免疫荧光验证YDXNT对核心靶点的作用。应用UPLC-QTOF/MS和分子对接筛选和预测YDXNT主要活性成分及其和核心靶点的相互作用。网络分析共得到YDXNT治疗脑卒中和冠心病的151个共同靶点,缺氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF1α)-基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9,MMP9)介导的HIF1α信号通路为其共同机制之一。YDXNT可呈剂量依赖性地降低氧糖剥夺/复氧诱导的心肌细胞(HL^(-1))和星形胶质细胞(HA)中线粒体质量的增加及HIF1α和MMP9蛋白的表达。野黄芩苷可能为YDXNT治疗缺血性脑卒中和冠心病的主要活性物质。综上,HIF1α-MMP9介导的HIF1α信号通路为YDXNT治疗缺血性心脑疾病的共同机制之一,为中医药“异病同治”理论科学内涵的深入研究提供支撑和依据。

基于HIF1A/EZH2/ANTXR2通路探讨罗氏内异方治疗子宫内膜异位症大鼠的作用机制

目的基于缺氧诱导因子1A(HIF1A)/zeste增强子同源物2(EZH2)/炭疽热毒素受体2(ANTXR2)信号通路探讨罗氏内异方(又名益母调经化瘀合剂)对子宫内膜异位症(EMs)大鼠在位子宫内膜增殖及血管生成的干预作用及机制。方法将SD大鼠随机分为伪手术组、模型组、达那唑组(4.2 g·kg^(-1))及罗氏内异方低、高剂量组(15.74、31.48 g·kg^(-1)),每组8只。采用自体子宫内膜移植联合多因素干预法复制气滞血瘀型EMs病证结合大鼠模型。灌胃给药,每天1次,连续28 d。采用HE染色法观察子宫内膜组织病理变化;免疫组化法检测子宫内膜组织中增殖细胞蛋白67(Ki67)和血小板内皮细胞黏附分子1(CD31)蛋白表达水平;qRT-PCR及Western Blot法检测子宫内膜组织中HIF1A、EZH2、ANTXR2 mRNA及蛋白表达水平;Western Blot法检测子宫内膜组织中Yes关联蛋白1(YAP1)、吞噬细胞糖蛋白1(CD44)、β-连环蛋白(β-catenin)蛋白表达水平。结果与伪手术组相比,模型组大鼠在位子宫内膜组织上皮细胞增厚,间质细胞排列紊乱,炎性细胞增多;子宫内膜组织中Ki67、CD31的表达水平均显著升高(P<0.01),HIF1A、ANTXR2 mRNA及蛋白表达水平均显著升高(P<0.01),而EZH2 mRNA及蛋白表达水平显著下降(P<0.01),YAP1、CD44及β-catenin蛋白表达水平均显著升高(P<0.01)。与模型组比较,各给药组大鼠在位子宫内膜组织上皮层变薄,间质部细胞紊乱和炎症浸润均有改善,子宫内膜组织中Ki67、CD31的表达水平均显著降低(P<0.01);达那唑组与罗氏内异方高剂量组大鼠子宫内膜组织中HIF1A、ANTXR2 mRNA及蛋白表达水平均明显降低(P<0.05,P<0.01),EZH2 mRNA及蛋白表达水平明显升高(P<0.05,P<0.01);各给药组大鼠子宫内膜组织中YAP1、CD44及β-catenin蛋白表达水平均显著降低(P<0.05,P<0.01)。结论罗氏内异方可通过抑制在位子宫内膜细胞的增殖及血管生成能力来发挥治疗EMs的作用,其机制可能与抑制HIF1A/EZH2/ANTXR2信号通路有关。

铁调素的表达与调节机制研究进展

铁调素调节细胞铁的外向转运,其表达受机体信号因子(如血清铁和促红细胞生成素水平)以及炎症、低氧等疾病状态的影响。这些刺激通过肝实质细胞表面的组织相容性Ⅰ型跨膜糖蛋白HFE,转铁蛋白受体1和2,铁调素调节蛋白激活BMP-SMAD、JAK-STAT和HIF1等信号通路,改变铁调素基因的转录,调节铁调素的表达水平。但目前对调节铁调素表达的分子机制还不明确。本文从影响铁调素表达的信号因子及参与其表达调控的信号通路两方面入手,对铁调素表达的调节机制方面的最新研究进展加以综述。

二氢杨梅素对脂多糖诱导的小鼠神经炎症的影响

目的探究二氢杨梅素(DMY)对脂多糖(LPS)诱导的小鼠神经炎症的影响。方法60只C57BL/6J雄性小鼠随机分成正常组,模型组,低、中、高剂量组。低、中、高剂量组按照10、20、40 mg/kg腹腔注射DMY,正常组和模型组腹腔注射等体积的生理盐水,1次/d,共7 d。最后一次给药30 min后,模型组和低、中、高剂量组采用侧脑室注射LPS建立小鼠神经炎症模型,正常组侧脑室注射等体积的生理盐水。动物模型建立24 h后,RT-qPCR法检测5组小鼠大脑中CD206和CD14 mRNA的相对表达量情况,Western blot检测5组小鼠大脑中的S6/HIF 1信号通路蛋白的表达水平。结果各组CD206 mRNA相对表达量比较,模型组低于正常组(P<0.05),低剂量组与模型组比较无明显变化(P>0.05),中、高剂量组高于模型组(P<0.05或0.01);各组CD14 mRNA相对表达量比较,模型组高于正常组(P<0.01),低、中、高剂量组低于模型组(P均<0.01);各组P-S6蛋白表达水平比较,模型组高于正常组(P<0.05),低、中、高剂量组低于模型组(P<0.05或0.01);各组P-S6K1蛋白表达水平比较,模型组高于正常组(P<0.01),低、中、高剂量组低于模型组(P<0.05或0.01);各组HIF1蛋白表达水平比较,模型组高于正常组(P<0.05),低、中、高剂量组低于模型组(P<0.05或0.01)。结论DMY能够改善LPS诱导的小鼠急性神经炎症,这可能与DMY抑制炎症因子的表达及S6k1/HIF1信号通路有关。

食欲素-B对急性缺血性脑卒中大鼠睡眠促进及神经保护作用

目的探讨食欲素-B对急性缺血性脑卒中大鼠的睡眠促进及神经保护作用。方法建立急性缺血性脑卒中模型,将大鼠随机分为模型组、食欲素-B组和假手术组各36只。食欲素-B组在造模时向侧脑室内注射10μg食欲素-B溶液,假手术组和模型组注射等量磷酸盐缓冲液(PBS),连续给药3 d后处死大鼠。2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法检测脑梗死体积,测量脑含水量、神经功能障碍评分,脑立体定位仪检测非快眼动睡眠(NREMS)潜伏期和快眼动睡眠(REMS)潜伏期评价睡眠质量,并检测氧化应激指标超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、一氧化氮(NO),Western印迹检测p65/缺氧诱导因子(HIF)-1α信号通路蛋白p65、HIF-1α的表达。结果假手术组无明显梗死灶,模型组和食欲素-B组大鼠梗死灶体积、脑组织含水量、神经功能评分均高于假手术组,食欲素-B组大鼠梗死灶体积、脑组织含水量、神经功能评分低于模型组,差异有统计学意义(P<0.05)。与假手术组相比,模型组和食欲素-B组NREMS潜伏期延长,REMS潜伏期缩短,且食欲素-B组NREMS潜伏期短于模型组,REMS潜伏期长于模型组,差异均有统计学意义(P<0.05)。与假手术组相比,模型组和食欲素-B组SOD、GSH降低,MDA、NO升高,且食欲素-B组SOD、GSH高于模型组,MDA、NO低于模型组,差异均有统计学意义(P<0.05)。与假手术组相比,模型组和食欲素-B组p65、HIF-1α蛋白表达升高,且食欲素-B组p65、HIF-1α蛋白低于模型组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论食欲素-B可以促进急性缺血性脑卒中大鼠睡眠,发挥神经保护作用,其作用机制可能与调节p65/HIF-1α信号通路相关。