Adropin通过RISK通路减轻小鼠心肌缺血/再灌注损伤及其与临床冠状动脉粥样硬化的相关性研究

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目的:心肌再灌注损伤严重削弱再灌注治疗效果,缺血后处理以及模拟缺血后处理的药物后处理通过激活再灌注损伤挽救激酶(RISK)通路以及生存活化因子增强(SAFE)通路减轻心肌再灌注损伤。Adropin是新发现的内源性生物活性物质,具有激活RISK通路保护血管内皮的作用,尚不清楚Adropin是否具有心脏保护作用。本研究探讨Adropin后处理能否减轻心肌再灌注损伤,以及是否通过激活RISK或SAFE通路发挥心肌保护作用。方法:使用20周龄C57BL/6J野生型小鼠,建立心肌缺血/再灌注损伤模型,分为8组:除Sham组外,其余各组通过结扎左冠状动脉诱导心肌缺血(I)45min,随后松开结扎进行再灌注(R)4h:1)Sham组:只穿线不结扎,心肌无缺血,持续灌注;2)I/R组:I45min/R4h;3)Adropin低剂量组(Adropin-L组):给予Adropin0.1mg/kg;4) Adropin中剂量组(Adropin-M组):给予Adropin0.2mg/kg;5) Adropin高剂量组(Adropin-H组):给予Adropin0.4mg/kg;6)缺血后处理组(I-PostC组):持续再灌注前给予3次短暂的10s R/10s I处理;7)Adropin+LY294002组:给予Adropin0.2mg/kg,且于缺血前15min腹腔注射PI3K特异性抑制剂LY294002(40mg/kg);8) Adropin+PD98059组:给予Adropin0.2mg/kg,且于缺血前15min腹腔注射ERK1/2特异性抑制剂PD98059(1mg/kg)。各组Adropin均于再灌注前5min经颈静脉给药。另外,使用Akt1+/-小鼠及同窝对照Akt1+/+小鼠,分为三组(n=4–6):I/R组(Akt1+/+小鼠I45min/R4h)、Akt1+/+组(Akt1+/+小鼠给予Adropin0.2mg/kg),及Akt1+/-组(Akt1+/-小鼠给予Adropin0.2mg/kg)。以上各组部分小鼠(n=3–6)R4h后,取心脏组织TTC染色法测心肌梗死面积,免疫组化检测心肌活化Caspase-3蛋白水平;各组其余小鼠(n=3–6)I45min/R7min后,Western blot检测Akt、ERK1/2及GSK3β蛋白表达水平,Real-time PCR检测Bcl-2、Bax基因表达水平。结果:与I/R组相比(45.8±5.1%),小剂量Adropin(Adropin-L组)未能缩小心肌梗死面积(40.2±5.8%),中等剂量Adropin(Adropin-M组)显著缩小梗死面积(30.5±5.2%),并与缺血后处理组梗死面积相当(29.5±13%),进一步增加剂量(Adropin-H组)梗死面积进一步缩小(29.9±6.3%),但与中等剂量组比较无差异。与I/R组对比,Adropin-M组磷酸化Akt/总Akt比值(1.02±0.08vs.2.03±0.28,P<0.05)、磷酸化ERK1/2/总ERK1/2比值(1.24±0.26vs.2.27±0.37, P<0.05)、磷酸化GSK3β/总GSK3β比值(0.51±0.11vs.1.40±0.21, P<0.05)以及Bcl-2/Bax比值(0.35±0.05vs.1.66±0.20, P<0.001)水平均显著升高。与I/R组对比,只有I-PostC组磷酸化STAT3水平升高(1.08±0.16vs.2.24±0.23, P<0.05),Adropin-M等组磷酸STAT3水平不升高。LY294002或者PD98059抑制上述信号蛋白的磷酸化及抗凋亡蛋白的表达,同时,抑制了Adropin缩小心梗面积(41.1±5.2%,42.3±4.2%vs. Adropin30.5±5.2%,P<0.001)及减轻心肌细胞凋亡的作用。与同窝对照Akt1+/+小鼠I/R组对比,Adropin后处理使心梗面积显著下降(46.63±4.84%vs.31.23±4.65%,P<0.05),同时p-Akt表达增强,而Akt基因部分敲除(Akt1+/-组)p-Akt表达减弱且消除了Adropin缩小心梗面积作用(44.83±3.92%)。结论:Adropin可以减轻心肌缺血/再灌注损伤,且具有剂量依赖效应,其通过RISK信号通路而非SAFE通路发挥保护心脏的作用。目的:再灌注治疗是急性心肌梗死的主要治疗手段,然而再灌注损伤严重影响心梗治疗效果。药物后处理可以模拟缺血后处理,具有减轻心肌缺血/再灌注损伤(MIRI)的作用。Adropin是新发现的分泌型生物多肽,具有激活再灌注损伤挽救激酶(RISK)通路起到保护血管内皮的作用,目前尚不清楚Adropin对缺血再灌注诱导的心肌细胞损伤的影响。本研究旨在探讨Adropin对心肌细胞模拟心肌缺血/再灌注损伤(SI/R)的影响及信号调节机制。方法:建立H9c2心肌细胞缺氧/复氧损伤模型,分为11组,除Control组外,其余各组缺氧24h,复氧12h:(1)Control组:心肌细胞在正常条件下培养;(2) SI/R组:除缺氧/复氧外,无其他处理;(3) Adropin低剂量组(Adropin-L组):给予Adropin10ng/ml;(4) Adropin中剂量组(Adropin-M组):给予Adropin25ng/ml;(5) Adropin高剂量组(Adropin-H组):给予Adropin50ng/ml;(6)LY294002组:缺氧前培养基内加入PI3K特异性抑制剂LY294002(40μmmol/L);(7)Adropin+LY294002组: Adropin25ng/ml,且缺氧前加入LY294002(40μmmol/L);(8)PD98059组:缺氧前培养基内加入ERK1/2特异性抑制剂PD98059(25μmmol/L);(9)Adropin+PD98059组:Adropin25ng/ml,且缺氧前加入PD98059(25μmmol/L);(10)AG490组:缺氧前培养基内加入JAK2抑制剂AG490(100μmol/L);(11)Adropin+AG490组:Adropin25ng/ml,且缺氧前加入AG490(100μmol/L)。各组Adropin均于复氧即刻加入培养基中,给药浓度为培养基终浓度。 MTT法检测细胞存活率,流式细胞仪检测细胞早期凋亡,比色法检测细胞Caspase-3水平,ELISA法检测细胞CK-MB、TNFα、IL-10、MDA及SOD水平,Western blot检测Akt、ERK1/2、GSK3β以及Bcl-2/Bax蛋白表达水平。结果:与SI/R组(55.91±4.74%)相比,Adropin-L组未能提高细胞存活率(57.04±4.15%),Adropin-M组显著提高细胞存活率(71.10±3.45%),进一步增加剂量(Adropin-H组)细胞存活率进一步增加(74.38±3.94%),但与中等剂量组比较无显著差异。与SI/R组对比,Adropin-M组减少了心肌细胞早期凋亡(35.96±2.52%vs.21.88±2.43%,P<0.001),降低了细胞凋亡关键酶Caspase-3活性水平(150.26±4.45%vs.118.25±2.66%,P<0.001),促进了抗凋亡蛋白Bcl-2表达,抑制了促凋亡蛋白Bax的表达,表现为Bcl-2/Bax比值增加(0.71±0.20vs.2.34±0.19,P<0.001)。机制研究结果显示:与SI/R组对比,Adropin组磷酸化Akt/总Akt(1.03±0.12vs.2.12±0.22,P<0.05)、磷酸化ERK1/2/总ERK1/2(0.71±0.16vs.1.23±0.19,P<0.05)以及磷酸化GSK3β/总GSK3β (1.03±0.16vs.2.23±0.19,P<0.05)水平显著升高;而LY294002或者PD98059均可抑制上述蛋白的磷酸化,同时减弱了Adropin提高细胞存活率、减轻心肌细胞早期凋亡及降低Caspase-3活性的保护作用。与Control组对比,JAK2激酶抑制剂AG490组显著抑制了STAT3的磷酸化(1.00±0.13vs.0.43±0.18,P<0.05),然而Adropin组与Control组之间磷酸化STAT3/总STAT3水平无明显差异(P>0.05),AG490未能显著抑制Adropin提高细胞存活率、减少细胞早期凋亡的心肌保护作用。结论:Adropin通过RISK信号通路(PI3K/Akt以及ERK1/2)而非SAFE通路(JAK2-STAT3)抑制缺氧/复氧诱导的心肌细胞损伤,表明Adropin可能是一种具有潜在抗MIRI的保护药物。目的:糖尿病增加动脉粥样硬化的发生风险及严重程度。Adropin是新发现的内源性生物活性物质,参与调节能量稳态并具有保护血管内皮的作用。本研究探讨2型糖尿病及非糖尿病患者中,血清Adropin水平与冠脉造影动脉粥样硬化病变严重程度的关系。方法:入选392例胸痛疑诊冠心病并于我院进行冠脉造影的患者,患者分成两组:2型糖尿病组(n=241)与非糖尿病组(n=151),并根据Adropin浓度的四分位分为四组(第一四分位组:<3.89ng/ml;第二四分位组:3.89-4.85ng/ml;第三四分位组:4.85-6.10ng/ml;第四四分位组:>6.10ng/ml;n=98)。抽取患者空腹血样采用自动生化分析仪、酶联免疫吸附法检测相关指标。采用Gensini、Friesinger以及SYNTAX评分评估冠脉造影动脉粥样硬化的病变程度。结果:与非糖尿病患者相比,糖尿病患者血清Adropin水平更低,Gensini、Friesinger及SYNTAX冠脉造影病变评分更高(P<0.001)。所有患者中,血清Adropin水平分别与Gensini、Friesinger及SYNTAX评分成负相关(rs值分别为-0.389,-0.390,-0.386,所有P<0.001)。无论是糖尿病组(OR0.66,95%CI0.53–0.83; P<0.001),还是非糖尿病组(OR0.51,95%CI0.35–0.74;P <0.001),低血清水平Adropin均是临床显著冠状动脉粥样硬化病变(SYNTAX评分>11)的独立危险因素。结论:2型糖尿病患者血清Adropin水平显著低于非糖尿病患者,血清Adropin水平与冠状动脉粥样硬化严重程度显著负相关。Adropin有望成为一种新型冠状动脉粥样硬化的预测因子或为预防动脉粥样硬化心血管疾病的防治靶点。
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