葛根素调控SLC7A11/GPX4轴抑制高糖诱导的成骨细胞铁死亡

目的探讨葛根素对高糖环境下成骨细胞铁死亡的保护作用及其分子机制。方法用高糖培养基诱导MC3T3-E1细胞铁死亡,使用不同浓度葛根素进行干预。通过CCK-8检测葛根素对MC3T3-E1细胞活性的影响;通过ALP染色、ARS染色、qRT-PCR检测葛根素对MC3T3-E1细胞成骨分化能力的影响;通过流式细胞技术、DHE染色和试剂盒测定MC3T3-E1骨细胞中ROS、GSH、SOD和MDA水平;通过Western blot检测MC3T3-E1细胞中SLC7A11和GPX4的表达情况。结果CCK-8结果表明,100μmol/L以下浓度的葛根素对MC3T3-E1细胞活性无明显抑制作用;与高糖组相比,100μmol/L的葛根素能够有效减轻高糖对MC3T3-E1细胞增殖的抑制作用(P<0.05);与高糖组相比,葛根素干预后能明显提高ALP、RUNX2、COL1A1、OPN的基因表达,增加MC3T3-E1细胞ALP活性和矿化水平(P<0.05);与高糖组相比,葛根素干预后明显降低了MC3T3-E1细胞中ROS、MDA水平,增加了GSH、SOD活性(P<0.05);Western blot结果表明,高糖干预明显降低了MC3T3-E1细胞中SLC7A11和GPX4的表达,葛根素干预后上调了SLC7A11和GPX4的表达(P<0.05)。结论葛根素能够减轻高糖诱导的成骨细胞铁死亡,其作用机制可能是通过调控SLC7A11/GPX4信号通路实现的。

穿心莲内酯调控铁死亡中SLC7A11/GPX4轴减轻脓毒症肠损伤

目的探讨穿心莲内酯(AG)能否通过激活铁死亡中的SLC7A11/GPX4轴减轻脓毒症患者肠损伤。方法将40只大鼠随机分为假手术组(sham组)、脓毒症组(CLP组)、AG低、中、高剂量组(5、10、20 mg/kg);HE染色观察肠道病理变化;ELISA法测定白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、肠脂肪酸结合蛋白(I-FABP)、D-乳酸含量;以AG高剂量组(AG20组)探讨铁死亡机制,40只大鼠随机分为sham组、CLP组、铁死亡抑制剂(Fer-1)组、AG20+Fer-1组;HE染色和透射电镜观察肠道病理变化;试剂盒测定氧化应激MDA、GSH水平和Fe 3+含量;Western blot检测溶质载体家族7成员11(SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、铁重链蛋白1(FTH-1)蛋白水平。结果与sham组相比,CLP组小肠形态损伤严重,炎症水平、I-FABP及D-乳酸水平明显增高(均P<0.05),AG组逆转上述变化,且呈浓度依赖性(P<0.05);与CLP组相比,AG20组及Fer-1组小肠病理损伤得到改善,MDA水平、Fe 3+含量降低,GSH含量升高,SLC7A11、GPX4、FTH-1蛋白表达升高(均P<0.05),AG20+Fer-1组病理损伤及氧化应激减轻,SLC7A11、GPX4、FTH-1蛋白表达升高更明显(均P<0.05)。结论AG减轻脓毒症肠损伤的机制可能与铁死亡中的SLC7A11/GPX4轴激活有关。

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。

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。

密点麻蜥调控SLC7A11/GPX4通路诱导胃癌MKN45细胞铁死亡的作用及机制

目的:基于SLC7A11/GPX4信号通路探讨密点麻蜥对人胃癌MKN45细胞发生铁死亡的影响。方法:选择SD大鼠制备含药血清,将MKN45细胞随机分为空白对照组(10%空白血清)、5-FU含药血清(10%)阳性对照组、密点麻蜥含药血清低(5%)、中(10%)、高(20%)浓度组。CCK-8法检测MKN45细胞的存活率;Transwell法检测MKN45细胞的迁移及侵袭能力;激光共聚焦检测细胞内二价铁离子(Fe^(2+))水平;试剂盒检测细胞内LPO水平;流式细胞术检测细胞内ROS水平;qPCR法检测密点麻蜥对MKN45细胞中SLC7A11、GPX4、P53 mRNA表达的影响;Western Blotting检测密点麻蜥对MKN45细胞中SLC7A11、GPX4、P53蛋白表达的影响。结果:与空白对照组比较,密点麻蜥含药血清中、高浓度组MKN45细胞存活率、迁移及侵袭能力显著降低,Fe^(2+)、ROS水平显著升高,P53、SLC7A11、GPX4 mRNA及蛋白表达显著降低,高浓度组LPO水平显著升高(P<0.05或P<0.01)。结论:密点麻蜥可能通过抑制SLC7A11/GPX4信号通路,同时促进细胞内Fe~(2+)、LPO的积累,从而诱导MKN45细胞发生铁死亡,抑制其增殖、迁移及侵袭。

苍术素调节Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路对脑胶质瘤细胞铁死亡的影响

目的探讨苍术素调节Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路对脑胶质瘤细胞铁死亡的影响及其机制。方法体外培养脑胶质瘤U251细胞,将U251细胞分为对照组、苍术素低剂量组(5 mol/L)、中剂量组(10 mol/L)、高剂量组(20 mol/L)、ML385组(Nrf2抑制剂1 mol/L)。MTT和Edu实验检测细胞增殖;流式细胞术检测细胞凋亡率;试剂盒检测亚铁离子(Fe^(2+))、乳酸脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、活性氧(ROS)水平;Western blot检测Ki-67、cleaved-caspase3、Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达;建立脑胶质瘤裸鼠模型,观察肿瘤生长情况,检测肿瘤组织中Ki-67、cleaved-caspase3、Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白水平。结果细胞实验结果显示,与对照组比较,苍术素低、中、高剂量组U251细胞Fe^(2+)、MDA、LDH、ROS水平、细胞凋亡率、cleaved-caspase3水平显著性升高,GSH水平、OD490(24 h、48 h)值和细胞增殖率、Ki-67、Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达水平显著降低(P<0.05);与苍术素高剂量组比较,ML385组U251细胞各检测指标水平无统计学差异(P>0.05);裸鼠成瘤实验结果表明,与模型组比较,苍术素组和ML385组裸鼠肿瘤质量和肿瘤体积、裸鼠肿瘤组织中Ki-67、Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达水平显著性降低,cleaved-caspase3蛋白表达水平显著性升高(P<0.05);与苍术素组比较,ML385组裸鼠肿瘤质量、肿瘤体积、抑瘤率和各蛋白表达水平无统计学差异(P>0.05)。结论苍术素可能通过抑制Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路促进脑胶质瘤细胞铁死亡。

铁死亡相关蛋白SLC7A11及GPX4在肾细胞癌中的表达及意义

目的:探讨SLC7A11及GPX4在肾细胞癌及正常肾组织中的表达差异,初步分析SLC7A11及GPX4的表达情况与肾癌预后之间的关系。方法:采用免疫组化方法检测SLC7A11及GPX4在肾癌及正常肾组织中的表达,同时分析SLC7A11及GPX4表达水平与肾癌患者临床病理参数的相关性。采用Spearman法分析SLC7A11及GPX4之间表达的相关性,利用Kaplan-Meier生存曲线及Cox回归方法分析SLC7A11,GPX4表达的高低及临床因素对肾癌患者预后产生的影响。结果:SLC7A11及GPX4在肾癌中为高表达,而在正常肾组织为低表达(P<0.05),SLC7A11及GPX4蛋白表达与肾癌大小、远处转移及临床分期密切相关,SLC7A11与GPX4之间呈正相关(r=0.583,P<0.01)。在肾癌组织中,SLC7A11,GPX4表达阳性的患者与阴性表达的患者相比预后较差(P<0.05)。多因素分析提示肾癌大小、远处转移、临床分期、SLC7A11及GPX4是影响肾癌预后的独立因素。结论:SLC7A11及GPX4在肾癌中高表达,可能参与了肾癌的发生,SLC7A11或GPX4高表达的肾癌患者预后不良,未来可能成为肾癌治疗新靶点。

人脐带间充质干细胞来源外泌体通过调控SLC7A11/GPX4通路缓解大鼠肾缺血再灌注损伤

目的基于铁死亡SLC7A11/谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)通路探讨人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,HucMSCs)来源外泌体(HucMSCs exosome,HucMSCs-exo)减轻大鼠肾缺血再灌注(ischemia reperfusion,I/R)损伤的作用及机制。方法培养HucMSCs细胞,差速离心法获取外泌体,透射电镜观察外泌体形态,纳米颗粒追踪技术检测外泌体粒径,Western blot鉴定表面标志蛋白物。夹闭双侧肾蒂45 min,再灌注24 h建立肾I/R大鼠模型。雄性7~8周龄SD大鼠30只,体质量200~230 g,按随机数字表法分为5组:假手术组(Sham组)、假手术组+SLC7A11抑制剂erastin(Sham+erastin组)、肾缺血再灌注组(I/R组)、肾缺血再灌注+外泌体组(Exo组)、肾缺血再灌注+外泌体+erastin组(Exo+erastin组),每组各6只。Sham+erastin组和Exo+erastin组于造模前30 min腹腔注射erastin 10 mg/kg;Exo组和Exo+erastin组在肾蒂夹闭前15 min经尾静脉注射HucMSCs-exo 20μg。恢复再灌注24 h后取材检测,检测血清尿素氮(BUN)以及肌酐(Cr)水平;光镜下观察HE染色后大鼠肾组织病理学改变并进行Paller评分,检测肾组织铁死亡标志物二价铁离子(Fe2+)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)含量和活性氧(ROS)水平;Western blot检测肾组织中SLC7A11/GPX4通路相关蛋白表达。结果与Sham组比较,I/R组血清BUN水平、Cr水平上升(P<0.05);肾组织病理损伤明显,Paller评分、Fe2+和MDA含量上升(P<0.05),ROS水平升高(P<0.05),GSH含量下降,SLC7A11和GPX4蛋白表达下降(P<0.05)。与I/R组比较,Exo组明显降低血清BUN水平、Cr水平(P<0.05);肾组织病理损伤减轻,Paller评分、Fe2+含量、MDA含量和ROS水平下降(P<0.05),同时增加GSH含量、SLC7A11及GPX4蛋白表达(P<0.05)。给予SLC7A11抑制剂erastin后可显著减弱HucMSCs-exo对铁死亡的抑制和肾I/R损伤的保护作用。结论HucMSCs-exo可明显减轻肾I/R损伤发挥保护作用,其机制可能与上调SLC7A11/GPX4信号通路抑制铁死亡有关。

从肝治心组方调控SLC7A11/GPX4介导的铁死亡对大鼠心肌缺血再灌注损伤的影响

目的基于SLC7A11/GPX4介导的铁死亡途径探讨从肝治心组方对心肌缺血再灌注损伤的保护作用及机制。方法45只SD大鼠随机分为空白组、假手术组、模型组、从肝治心组方组和地尔硫?组,制备心肌缺血再灌注大鼠模型,并予相应药物灌胃14 d。ELISA检测血清丙二醛(MDA)、肌钙蛋白T(c TnT)、超氧化物歧化酶(SOD)含量和肌酸激酶同工酶(CK-MB)活性,生化法检测血清谷胱甘肽(GSH)含量,HE染色观察心肌组织病理形态,透射电镜观察心肌细胞超微结构,普鲁士蓝染色观察心肌细胞铁沉积水平,免疫组化检测谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)阳性表达,Western blot和RT-PCR检测心肌组织溶质载体家族7成员11(SLC7A11)、谷胱甘肽合成酶(GSS)、GPX4蛋白及m RNA表达。结果与假手术组比较,模型组大鼠血清MDA、cTnT含量和CK-MB活性显著升高,SOD、GSH含量显著降低(P<0.01),心肌纤维断裂、排列紊乱,细胞肿胀伴炎性细胞浸润,胞质空泡样变性,胞膜破裂,线粒体嵴断裂、排列不规则,铁沉积显著增加(P<0.01),心肌组织SLC7A11、GSS、GPX4蛋白和mRNA表达显著降低(P<0.01);与模型组比较,从肝治心组方组和地尔硫?组大鼠血清MDA、cTnT含量和CK-MB活性显著降低,SOD、GSH含量显著升高(P<0.05,P<0.01),心肌纤维排列较规则,细胞肿胀减轻,胞膜相对完整,线粒体结构改善,铁沉积显著减少(P<0.01),心肌组织SLC7A11、GPX4蛋白和mRNA表达显著升高(P<0.01)。结论从肝治心组方可改善心肌缺血再灌注大鼠心肌损伤,减少心肌组织铁沉积,其机制可能与调控SLC7A11/GPX4信号通路从而抑制铁死亡有关。

银杏素通过激活Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路抑制ox-LDL诱导的血管内皮细胞铁死亡

[目的]探讨银杏素调节核因子E2相关因子2(Nrf2)/溶质载体家族7成员11(SLC7A11)/谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)信号通路对氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的血管内皮细胞铁死亡的影响。[方法]将人脐静脉内皮细胞EA.hy926分为正常对照组(正常培养)、ox-LDL组(50 mg/L ox-LDL)、银杏素低剂量组(50 mg/L ox-LDL+10μmol/L银杏素)、银杏素中剂量组(50 mg/L ox-LDL+20μmol/L银杏素)、银杏素高剂量组(50 mg/L ox-LDL+40μmol/L银杏素)、ML385组(50 mg/L ox-LDL+40μmol/L银杏素+1μmol/L的Nrf2抑制剂ML385)、Erastin组(50 mg/L ox-LDL+40μmol/L银杏素+5μmol/L的SLC7A11抑制剂Erastin)、RSL3组(50 mg/L ox-LDL+40μmol/L银杏素+0.5μmol/L的GPX4抑制剂RSL3);MTT法检测细胞存活率;试剂盒检测细胞超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)水平;特异性荧光探针法检测细胞内铁含量;DCFH-DA荧光探针法和氟硼二吡咯(BODIPYTM)法检测细胞内活性氧(ROS)和脂质ROS水平;Western blot检测细胞Nrf2、SLC7A11、GPX4、4-羟基壬烯酸(4-HNE)、环氧合酶2(COX2)、p53蛋白表达。[结果]与正常对照组相比,ox-LDL组细胞存活率、SOD含量、GSH含量以及Nrf2、SLC7A11、GPX4表达明显降低(P<0.05),MDA含量、细胞内Fe2+含量、细胞内ROS、脂质ROS以及4-HNE、COX2、p53表达显著升高(P<0.05)。与ox-LDL组相比,银杏素低、中、高剂量组细胞存活率、SOD含量、GSH含量及Nrf2、SLC7A11、GPX4表达明显升高(P<0.05),MDA含量、Fe2+含量、细胞内ROS、脂质ROS及4-HNE、COX2、p53表达显著降低(P<0.05)。与银杏素高剂量组相比,ML385组、Erastin组、RSL3组均减弱了银杏素对ox-LDL诱导的血管内皮细胞铁死亡的抑制作用。[结论]银杏素通过激活Nrf2/SLC7A11/GPX4通路抑制ox-LDL诱导的血管内皮细胞铁死亡。

重楼皂苷通过p53/SLC7A11信号轴促进三阴性乳腺癌细胞铁死亡的机制研究

目的探讨重楼皂苷对三阴性乳腺癌细胞铁死亡的影响及其机制。方法用0、10、20、30、40、50μmol/L重楼皂苷处理三阴性乳腺癌MDA-MB-231细胞,采用CCK-8法检测细胞活性。取对数生长期MDA-MB-231细胞,随机分为对照组、重楼皂苷组(30μmol/L重楼皂苷处理12 h)、抑制剂组(2μmol/L Ferrostatin-1处理12 h)与重楼皂苷+抑制剂组(2μmol/L Ferrostatin-1处理12 h后,30μmol/L重楼皂苷处理12 h),采用CCK-8法检测细胞活性,流式细胞仪检测细胞凋亡率,qRT-PCR和Western blotting检测二价金属离子转运体1(DMT1)、转铁蛋白受体1(TFR1)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、p53、p53/溶质运载蛋白7家族成员11(SLC7A11)的表达情况。结果CCK-8法检测结果显示,MDA-MB-231细胞存活率随重楼皂苷浓度的升高而降低,且呈剂量依赖性(P<0.05)。与对照组比较,重楼皂苷组细胞存活率以及CPX4、SLC7A11 mRNA和蛋白相对表达量降低,细胞凋亡率以及TFR1、DMT1、p53 mRNA和蛋白相对表达量升高,抑制剂组CPX4、SLC7A11 mRNA和蛋白相对表达量升高,细胞凋亡率以及TFR1、DMT1、p53 mRNA和蛋白相对表达量降低(P<0.05);与重楼皂苷组比较,重楼皂苷+抑制剂组细胞存活率以及CPX4、SLC7A11 mRNA和蛋白相对表达量升高,细胞凋亡率以及TFR1、DMT1、p53 mRNA和蛋白相对表达量降低(P<0.05);与抑制剂组比较,重楼皂苷+抑制剂组细胞存活率以及CPX4、SLC7A11 mRNA和蛋白相对表达量降低,细胞凋亡率以及TFR1、DMT1、p53 mRNA和蛋白相对表达量升高(P<0.05)。结论重楼皂苷可抑制三阴性乳腺癌细胞增殖,促进乳腺癌细胞铁死亡,其机制可能与p53/SLC7A11信号轴的调控作用有关。

布洛芬对缺血性脑中风大鼠的神经保护作用及对Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路的影响

目的 探讨布洛芬调节核因子E2相关因子2(Nrf2)/非糖基化的x CT(SLC7A11)/谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)信号通路对缺血性脑中风(IS)大鼠神经保护的作用。方法 48只以大脑中动脉梗死模型复制IS大鼠,将IS大鼠随机分为IS组、治疗组(30 mg/kg布洛芬)、抑制剂组(30 mg/kg ML385)、治疗+抑制剂组(30 mg/kg布洛芬+30 mg/kg ML385),其中以仅分离血管但不结扎的12只大鼠作为假手术组。干预结束后,对大鼠进行神经功能评分,检测大鼠脑梗死率以及脑水肿含量;取出大鼠脑组织,观察神经元形态学变化、检测铁离子含量变化以及Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路相关因子表达。结果 与假手术组相比,IS组神经功能评分、脑梗死率、脑水肿含量、铁离子含量显著增加,Nrf2、SLC7A11、GPX4表达显著降低(P <0.05);与IS组相比,治疗组神经功能评分、脑梗死率、脑水肿含量、铁离子含量显著下降,Nrf2、SLC7A11、GPX4表达显著增加(P <0.05);抑制剂组逆转了治疗组对IS大鼠神经保护。结论 布洛芬可以保护IS大鼠神经受损,可能与激活Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路有关。

雷公藤甲素调控p53/SLC7A11轴诱导结肠癌细胞铁死亡

目的 探讨雷公藤甲素调控p53/SLC7A11轴诱导结肠癌细胞铁死亡的分子机制。方法培养人结肠癌细胞系HCT116,采用CCK-8法检测细胞活力,EdU实验和平板克隆形成实验检测细胞增殖与克隆能力;铁死亡相关检测试剂盒测定Fe2+离子、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)含量,流式细胞术检测活性氧自由基(ROS)水平;JC-1荧光探针检测细胞线粒体膜电位变化;Western blot检测p53、SLC7A11蛋白表达水平。结果 CCK-8实验显示,雷公藤甲素呈浓度梯度依赖性抑制结肠癌细胞活力,其IC50为47.82 nmol/L;EdU实验和平板克隆形成实验证实,雷公藤甲素可显著抑制结肠癌细胞增殖与克隆能力(P<0.05);在雷公藤甲素干预后,铁死亡相关指标检测发现,HCT116细胞Fe2+离子[(4.71±0.45)μmol/L比(1.01±0.13)μmol/L,P<0.05]、MDA[(2.77±0.31)μmol/L比(1.25±0.24)μmol/L,P<0.05]及ROS[(21446.67±1116.95)比(5232.00±491.54),P<0.05]水平显著升高,GSH含量[(1.97±0.71)nmol/L比(8.64±0.94)nmol/L,P<0.05]降低;并在荧光显微镜下观察到HCT116细胞线粒体膜电位下降(P<0.05)。进一步通过Western blot实验发现,HCT116细胞p53蛋白表达增加,SLC7A11蛋白表达下调(P<0.05)。结论 雷公藤甲素可通过调控p53/SLC7A11轴诱导结肠癌细胞铁死亡,抑制结肠癌细胞增殖与克隆。

银杏素调节Nrf2、SLC7A11、GPX4信号通路对卵巢癌细胞及铁死亡的影响

目的:探讨银杏素调节核因子E_(2)相关因子2(Nrf2)、非糖基化的xCT(SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)信号通路对卵巢癌(OC)细胞增殖、凋亡和铁死亡的影响。方法:选取对数生长期SKOV3细胞,设置对照组、Nrf2激活剂-莱菔硫烷(SFN,20μmol SFN)组、银杏素低浓度组(2.5μM)、中浓度组(5μM)、高浓度(10μM)组、银杏素高浓度+SFN(10μM银杏素+20μmol SFN)组,对照组无需处理,其余各组按照相应药物浓度进行处理。MTT法检测各组SKOV3细胞增殖率;Western blot检测各组SKOV3细胞中Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达水平;qRT-PCR检测各组SKOV3细胞铁死亡影响因子SLC7A11、GPX4 mRNA表达水平;流式细胞仪检测各组SKOV3细胞凋亡率;qRT-PCR检测各组SKOV3细胞铁死亡影响因子SLC7A11、GPX4 mRNA表达水平;试剂盒检测各组SKOV3细胞铁水平变化;Western blot检测各组SKOV3细胞中Nrf2、SLC7A11、GPX4蛋白表达水平。结果:与对照组相比,SFN组增殖率(124.71±12.49)%、Nrf2(1.15±0.12)、SLC7A11(1.58±0.16)、GPX4(1.08±0.11)表达均升高,凋亡率(4.01±0.41)%、铁水平(24.73±2.48)下降(P<0.05),而银杏素低、中、高浓度组增殖率(74.22±7.43、51.03±5.11、35.23±3.53)%、Nrf2(0.62±0.07、0.41±0.05、0.18±0.02)、SLC7A11(0.56±0.06、0.37±0.04、0.16±0.02)、GPX4(0.61±0.07、0.43±0.05、0.21±0.03)表达均下降,凋亡率(14.55±1.46、28.17±2.82、42.01±4.21)%、铁水平(48.99±4.91、60.83±6.10、77.87±7.79)依次增加(均P<0.05);与银杏素高浓度+SFN组增殖率(65.09±6.51)%、Nrf2(0.48±0.05)、SLC7A11(0.46±0.05)、GPX4(0.55±0.06)表达相比,银杏素高浓度组增殖率、Nrf2、SLC7A11、GPX4表达及SFN组均有差异(均P<0.05)。结论:银杏素可以抑制OC细胞系SKOV3细胞的增殖,诱导其凋亡及铁死亡,可能与抑制Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路有关。

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。

基于p53/SLC7A11轴探讨补肾活血颗粒含药血清对MPP^(+)诱导的PC12细胞铁死亡的影响

目的:探讨补肾活血颗粒(BSHXG)血清对MPP+诱导的PC12细胞p53/SLC7A11轴及铁死亡的影响。方法:制备BSHXG含药血清和空白血清,体外培养PC12细胞,采用MPP+诱导建立帕金森病(PD)模型。设立空白组、MPP+组、BSHXG低剂量组(含5%含药血清)、BSHXG中剂量组(含10%含药血清)、BSHXG高剂量组(含20%含药血清)和铁抑素(Fer-1)组(含4μmol/L Fer-1)6个组。采用Calcein AM/PI双染色法观察细胞存活率;CCK-8法检测细胞增殖活力;透射电镜检测细胞线粒体形态;FerroOrange亚铁离子(Fe^(2+))荧光探针检测Fe^(2+)水平;RT-PCR和Western Blot分别检测p53、SLC7A11、PTGS2、GPX4、ACSL4 mRNA及蛋白表达水平。结果:与MPP+组比较,BSHXG含药血清和Fer-1可提高PC12细胞存活率和增殖活力;可明显改善细胞线粒体结构形态,降低细胞Fe^(2+)水平;下调细胞p53、PTGS2、ACSL4 mRNA和蛋白的表达(P<0.05,P<0.01),上调SLC7A11、GPX4 mRNA和蛋白的表达(P<0.05,P<0.01)。结论:BSHXG含药血清可通过调控p53/SLC7A11轴的表达,抑制铁死亡,从而减轻细胞损伤。

京尼平苷通过调控SLC7A11/GPX4对氧糖剥夺/复氧损伤SH-SY5Y细胞的影响

目的研究京尼平苷(Gen)对氧糖剥夺/复氧(OGD/R)诱导的人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y损伤的保护作用,并探讨其机制。方法将SH-SY5Y细胞分为对照组、OGD/R组及Gen低、中、高浓度组(12.5、25、50μmol·L^(-1))。除对照组外,其他各组细胞均建立OGD/R损伤模型,并采用不同浓度Gen进行干预。CCK-8检测细胞增殖活性;生化法检测细胞上清液乳酸脱氢酶(LDH)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽(GSH)水平;比色法检测细胞内Fe2+水平;流式细胞术检测细胞内活性氧(ROS)水平;Western blot检测细胞内谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)和转铁蛋白受体1(TFR1)蛋白表达水平。结果与对照组比较,OGD/R组细胞LDH释放率、MDA含量、Fe2+水平、ROS水平和TFR1蛋白表达水平显著升高(P<0.05),而细胞增殖活性、SOD活性、GSH水平、SLC7A11和GPX4蛋白表达水平显著降低(P<0.05)。与OGD/R组比较,Gen各浓度组细胞LDH释放率、MDA含量、Fe2+水平、ROS水平和TFR1蛋白表达水平显著降低(P<0.05),而细胞增殖活性、SOD活性、GSH水平、SLC7A11和GPX4蛋白表达水平显著升高(P<0.05),其中以H-Gen组最为显著(P<0.05)。结论Gen可抑制OGD/R诱导的SH-SY5Y细胞氧化应激与铁死亡,其作用机制可能与激活SLC7A11/GPX4信号通路有关。

鹿红方通过SLC7A11/GPX4信号通路减轻心肌缺血再灌注损伤的机制研究

目的:探究鹿红方防止大鼠心肌缺血再灌注损伤(MIRI)的机制研究。方法:将40只大鼠随机分为对照组、模型组、鹿红方低剂量组、鹿红方中剂量组、鹿红方高剂量组,每组8只。对照组、模型组给予0.9%NaCl溶液灌胃,鹿红方各组大鼠分别给予不同剂量的鹿红方灌胃,连续灌胃7 d,末次灌胃给药12 h,结扎左前降支30 min后复灌24 h复制大鼠缺血再灌注模型。复制模型后取材,HE染色观察心脏组织形态学变化,检测血清肌酸激酶(CKMB)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌钙蛋白Ⅰ(cTn-Ⅰ)、还原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)含量,Western blot法检测心肌组织中非糖基化的xCT(SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)蛋白表达。结果:①HE染色结果显示,与对照组比较,模型组心肌细胞坏死和水肿,伴有炎性细胞浸润,鹿红方各剂量组均可改善心肌损伤,以鹿红方中、高剂量组效果最优。②相关心肌损伤标志物检测结果显示:与对照组比较,模型组CK-MB、LDH、cTn-Ⅰ和MDA含量明显升高(P<0.05),GSH和SOD含量明显下降(P<0.05),鹿红方各剂量组均可不同程度降低CK-MB、LDH、cTn-Ⅰ和MDA的含量(P<0.05),升高GSH和SOD含量(P<0.05),以鹿红方中、高剂量组效果最明显。③Western blot结果显示,与模型组比较,鹿红方各剂量组均可以促进SLC7A11、GPX4蛋白表达(P<0.05)。结论:鹿红方可缓解心肌缺血再灌注损伤,其机制可能与上调SLC7A11/GPX4通路,进而抑制铁死亡有关。

CA9作为激素性股骨头坏死中软骨铁死亡特征基因的生物信息学鉴定

背景:激素性股骨头坏死中骨代谢的紊乱与铁死亡密切相关,同时激素性股骨头坏死的病理过程中伴随着软骨的损伤与退变。但关于铁死亡与软骨之间的关系和具体调控靶点尚不明确。目的:运用生物信息学和机器学习方法筛选靶向软骨的铁死亡特征基因,探究铁死亡与软骨之间的关系,为研究和治疗激素性股骨头坏死提供新的思路与方法。方法:通过GEO数据库和FerrDb数据库下载相关疾病数据集和铁死亡相关基因,采用R语言对疾病数据集进行归一化处理和差异分析,筛选出铁死亡相关差异基因。对铁死亡相关差异基因进行GO功能富集分析和KEGG信号通路富集分析,同时根据铁死亡相关差异基因的PPI网络和机器学习方法筛选铁死亡特征基因。最后,将兔子分为正常组和模型组,正常组给予相同剂量的生理盐水模拟造模药物,模型组采用改良马血清联合注射用甲泼尼龙构建兔激素性股骨头坏死模型,造模成功后,验证不同组别间特征基因的表达,分析软骨中铁死亡的表型。结果与结论:①通过对数据集的归一化处理和差异分析,最终获得1315个差异表达基因,通过FerrDb数据库获取379个铁死亡相关基因。二者取交集后,最终获得19个铁死亡差异表达基因。②GO分析铁死亡相关差异基因主要涉及细胞迁移和细胞对氧化应激反应等生物过程;涉及激酶复合物、氨基酸复合体和细胞质膜等细胞组分;涉及激酶活性、受体活性和蛋白结合等分子功能。KEGG分析铁死亡相关差异基因主要在FoxO信号通路、血管内皮生长因子信号通路和FcγR介导的吞噬作用中富集。③通过PPI网络和机器学习筛选出铁死亡特征基因CA9。④特征基因的GSEA分析发现,CA9在脂肪酸代谢、O-GlcNAc糖基化修饰等生物过程中上调表达,而在神经活性配体受体相互作用方面被抑制。⑤RT-PCR和Western blot检测结果显示,与正常组对比,模型组中的ACSL4,CA9 mRNA和蛋白表达水平显著增高(P<0.05),SLC7A11和GPX4 mRNA和蛋白表达水平显著降低(P<0.05),与数据集中特征基因的表达水平吻合。结果表明,激素性股骨头坏死的软骨与铁死亡密切相关,靶向特征基因CA9可以为研究和治疗激素性股骨头坏死提供一定的思路与方向。

盐酸戊乙奎醚抑制亚铁肌红蛋白诱导的人近端肾小管上皮细胞铁死亡

目的 探讨盐酸戊乙奎醚(penehyclidine hydrochloride, PHC)对亚铁肌红蛋白诱导人近端肾小管上皮(human renal cortex proximal tubule epithelial, HK2)细胞铁死亡的作用及其机制。方法 采用6mg/ml亚铁肌红蛋白处理HK2细胞建立横纹肌溶解(rhabdomyolysis, RM)致急性肾损伤(acute kidney injury, AKI)细胞模型。加入PHC与亚铁肌红蛋白共同孵育HK2细胞,然后使用铁抑素-1(Fer-1,铁死亡抑制剂)和Erastin(铁死亡诱导剂)作为实验干预。CCK8法检测细胞活性,试剂盒法检测亚铁离子(Fe2+)和丙二醛(malondialdehyde, MDA)水平,流式细胞术检测脂质活性氧(reactive oxygen species, ROS)和线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential, MMP)水平,实时荧光定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)和Western bolt法检测GPX4的蛋白和mRNA表达水平。结果 PHC处理显著增加了细胞活性,同时降低了Fe2+、ROS和MDA水平,增加了MMP水平。与PHC单独处理比较,加入Fer-1后可以进一步增加细胞活性,下调Fe2+水平,降低ROS和MDA水平,升高MMP水平。而加入Erastin后,结果刚好相反。此外,从机制上讲,PHC处理上调了SLC7A11和GPX4水平。结论 PHC可以通过抑制铁死亡保护HK2细胞免受亚铁肌红蛋白损伤,这可能与SLC7A11/GPX4通路有关。