麦冬皂苷D调控CYP2J治疗心衰的分子机制研究

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目的:麦冬皂苷D(Ophiopogonin D,OPD)是临床常用于治疗心脏疾病的中药注射液大品种参麦注射液中的主要有效成分之一,具有心血管保护、抗炎以及抑制肿瘤增殖等作用。CYP2J是细胞色素P450酶亚家族中的一员,主要负责内源性和外源性物质的代谢;其主要分布在心肌细胞、心脏内皮细胞和血管内皮细胞等肝外组织;其代谢AA(Arachidonic acid,花生四烯酸)生成的EETs(Epoxyeicosatrienoic acids,环氧二十碳三烯酸)在维持心血管稳态方面具有十分重要的作用。本课题组前期首次发现OPD能够逆转大鼠心肌缺血再灌注损伤以及血管紧张素Ⅱ所致的大鼠心肌肥大,其机制与激活CYP2J3-EETs系统有关。首次揭示了OPD改善H9c2细胞心衰的机制,与诱导CYP2J3的表达密切相关,进一步促进SERCA2a和PLB之间的相互作用,改善细胞内钙离子稳态,以达到心肌保护作用。但OPD是如何上调CYP2J表达的仍不清楚,特别是OPD进入细胞内分子起始事件(使动因素)仍未明晰。本研究以OPD为研究对象,(1)探讨其在动物水平上缓解心衰的可能机制;(2)进一步探讨其上调CYP2J表达是否有相关核受体的介导;(3)探讨OPD与OPD′共同作用时,减轻OPD′的心肌毒性的可能机制;以进一步完善OPD的心肌保护作用及药理活性的机制,实验从OPD进入细胞内分子起始事件,到信号通路关键事件至心肌保护的有益结局的全框架解析,为麦冬和参麦注射液的临床应用和进一步研究提供理论依据。方法:(1)大鼠皮下注射ISO(5 mg/kg/d)连续7 d,建立大鼠心衰模型,后给予OPD(20 mg/kg/d)连续7 d治疗;检测血清中的NT-pro BNP、CTn-T、AST、CK、CK-MB、LDH以及心肌组织中MDA和SOD含量的变化;病理切片检测心肌组织的病理变化;Western-blot检测凋亡相关蛋白以及CYP2J3的表达;(2)采用不同剂量的OPD处理H9c2和Ac-16细胞,CCK-8检测两种细胞的存活率并进一步确定给药浓度,用Western-blot和Real Time PCR检测两种细胞内CYP2J的蛋白和m RNA表达变化,用Bn XPI探针的生物成像来反映Ac-16中CYP2J2的活性以及表达量的变化;(3)进一步采用ISO模拟体外心衰环境,检测OPD对CYP2J表达的影响;(4)检测OPD是否能引起PXR核受体的核转移;(5)用PXR的特异性抑制剂或si-PXR降低PXR的表达,Western-bolt检测PXR抑制或敲低前后OPD对CYP2J表达的影响;(6)双荧光素酶报告基因检测OPD介导PXR与CYP2J3启动子区的结合,以及可能的结合序列;(7)CCK-8法检测不同浓度的OPD′单独处理细胞以及OPD和OPD′共处理细胞时对H9c2细胞存活率的影响,并确定给药浓度;(8)通过Fe2+检测试剂盒及Ferro Orange荧光探针检测OPD和OPD′共处理细胞时对细胞内铁离子含量的影响;(9)检测共处理时细胞中MDA、LPO、GSH和GSH-Px含量的变化;(10)Western-blot检测铁死亡相关蛋白表达的变化。结果:(1)连续皮下注射ISO确实能引起大鼠心力衰竭。经OPD治疗后,血清NT-pro BNP、CTn-T、AST、CK、CK-MB以及LDH的含量均有下降;抗氧化应激能力得到提升;心肌组织的损伤情况得到改善;改善了ISO引起的心肌细胞凋亡;诱导了心肌组织CYP2J3的表达;(2)OPD在0~20μM浓度范围内对H9c2和Ac-16细胞未见明显损伤;(3)OPD(0.25μM、0.5μM、1μM)可明显促进细胞CYP2J的表达;并且能诱导细胞的PXR发生核转移;(4)PXR表达受抑制的条件下,CYP2J的表达也受到抑制;(5)经OPD给药后,PXR与CYP2J3启动子区结合调控其表达;PXR与CYP2J3结合的区域可能位于-1500 bp~0 bp之间;(6)OPD′单独作用于细胞时能够使细胞发生铁超载,使铁死亡相关蛋白TFR1、COX2、NOX1、ACSL4、SLC7A11表达增多,GPX4、FTH1表达量减少,促使细胞发生铁死亡;(7)当OPD和OPD′合用时,使铁超载恢复正常,铁死亡相关蛋白的表达也发生逆转,明显干预了OPD′致H9c2细胞的铁死亡。结论:OPD能够治疗ISO所致的大鼠心衰,并且能够诱导心肌组织中CYP2J3表达的变化;细胞水平上,OPD可诱导CYP2J2和CYP2J3的表达,并且这种诱导作用受PXR的介导。此外,发现OPD和OPD′这两种同分异构体对H9c2有不同的药理作用,OPD可逆转OPD′诱导的铁死亡,从而保护心肌细胞。
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