AS-IV靶向mTORC1减轻心脏I/R损伤诱导的心肌纤维化和CSPGs表达的机制研究

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背景:硫酸软骨素蛋白多糖(CSPGs)在心脏病理性重塑和缺血再灌注(I/R)损伤后的纤维化区域高表达。CSPGs与心肌纤维化相关,C4S是主要的硫酸化亚型。但是心肌梗死(MI)后成纤维细胞诱导CSPGs表达的机制还没有完全阐明。目的:本研究的目的是通过体内体外实验阐述I/R损伤诱导成纤维细胞表达CSPGs的机制和干预措施。方法:(1)通过构建大鼠心脏I/R损伤模型,按照实验设计分为对照组和I/R模型组,对心脏组织进行Masson三色染色,阿利新蓝染色来验证模型组心肌纤维化和CSPGs的表达情况,使用WB来验证模型组I型胶原蛋白的表达情况。(2)通过q PCR,细胞免疫荧光,WB检测α-平滑肌肌动蛋白(SMA)验证体外使用氧-葡萄糖剥夺(OGD)+转化生长因子(TGF)β1诱导成纤维细胞转分化为肌成纤维细胞。使用q PCR,WB验证OGD+TGFβ1诱导组中CSPGs的表达情况。通过WB观察在OGD+TGFβ1诱导组中成纤维细胞Smad3信号通路和PI3K/Akt/m TOR信号通路的激活情况。通过使用针对PI3K/Akt/m TOR信号通路的小分子抑制剂ZSTK474、MK2206、AZD8055和使用si RNA分别敲低Smad3、Raptor、Rictor干预细胞,通过WB、细胞免疫荧光验证OGD+TGFβ1诱导成纤维细胞转分化为肌成纤维细胞分泌C4S的关键靶点。(3)通过MTT实验验证成纤维细胞经受OGD,OGD+TGFβ1,OGD+TGFβ1+黄芪甲苷(AS-IV)干预后的细胞增殖情况。使用流式细胞术检测细胞周期,WB检测增殖细胞核抗原(PCNA)验证成纤维细胞干预后的增殖情况。使用划痕实验验证TGFβ1和AS-IV对成纤维细胞迁移能力的影响。使用WB,细胞免疫荧光检测α-SMA验证AS-IV干预后对成纤维细胞转分化的影响。使用胶原凝胶收缩实验验证OGD+TGFβ1,OGD+TGFβ1+AS-IV干预后对肌成纤维细胞收缩特性的影响。通过WB观察在AS-IV干预后成纤维细胞PI3K/Akt/m TOR信号通路的激活情况。用20mg/kg AS-IV灌胃处理构建的心脏I/R损伤大鼠模型,通过心脏组织Masson三色和阿利新蓝染色验证AS-IV对I/R损伤诱导的心肌纤维化和CSPGs表达的影响。通过WB检测验证AS-IV干预后对I/R损伤诱导的I型胶原蛋白表达的影响。结果:(1)心肌I/R损伤诱导心肌纤维化,在心肌I/R损伤后7天CSPGs高表达并与心肌纤维化区域共定位,在造模后14天,28天持续高表达,心肌I/R损伤诱导I型胶原蛋白表达增加。(2)在体外OGD+TGFβ1刺激诱导成纤维细胞高表达α-SMA和分泌C4S。成纤维细胞经OGD+TGFβ1处理,诱导Smad3、Akt、PRAS40、p70S6K磷酸化蛋白水平表达增加。使用PI3K、Akt、m TOR的小分子抑制剂(ZSTK474、MK2206、AZD8055)分别干预细胞,结果显示OGD+TGFβ1处理诱导肌成纤维细胞转化,并且C4S合成是m TOR依赖性的,而上游经典PI3K/Akt轴没有显著作用。使用靶向Smad3、Rptor或Rictor的si RNA敲低后,结果表明m TORC1对于促进OGD+TGFβ1诱导的肌成纤维细胞转化和C4S合成至关重要。这种反应可能是通过典型的Smad3和m TORC1信号之间的传导来介导的。(3)在体外用30μM AS-IV干预后抑制成纤维细胞的增殖,将成纤维细胞的细胞周期阻滞在G1期,并抑制其迁移,转分化为肌成纤维细胞和其收缩功能。AS-IV是通过抑制m TORC1的磷酸化来起作用,而不是PI3K/Akt。体内在I/R模型中进行20mg/kg AS-IV灌胃可以抑制I/R损伤后心肌纤维化和CSPGs的表达。结论:m TORC1对于OGD+TGFβ1诱导肌成纤维细胞转分化和C4S分泌至关重要,而上游经典PI3K/Akt轴则没有显著作用。这可能是通过Smad3和m TORC1信号之间的传导来介导的。AS-IV干预可以抑制OGD+TGFβ1诱导的成纤维细胞增殖,迁移,转分化和收缩。I/R损伤诱导心肌纤维化和CSPGs高表达,AS-IV灌胃抑制心肌纤维化和CSPGs的表达。
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