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目的:研究牡荆素调控iRhom2信号介导血管内皮细胞焦亡对急性心肌缺血再灌注损伤的保护作用及其潜在机制。方法:1.人冠状动脉内皮细胞(HCAEC)细胞分为:(1)control;(2)H/R;(3)H/R+VT-5μM;(4)H/R+VT-10μM;(5)H/R+VT-20μM。LDH试剂盒和CCK-8分别检测细胞损伤与细胞活力;Annexin V-FITC/PI试剂盒检测细胞凋亡;免疫荧光染色和Western blot检测iRhom2和GSDMD蛋白的表达。2.HCAEC细胞分为:(1)control;(2)H/R;(3)H/R+VT-10μM;(4)H/R+iRhom2-si RNA。CCK-8和LDH试剂盒分别检测细胞活力与细胞损伤;Annexin V-FITC/PI试剂盒检测细胞凋亡;ELISA试剂盒检测TNF-α、IL-1β、IL-18释放水平;Real-time PCR检测iRhom2、ADAM17、NF-κB、NLRP3以及GSDMD的m RNA表达;免疫荧光检测iRhom2和GSDMD蛋白的表达水平;Western blot检测iRhom2、ADAM17、TNF-α、NLRP3、cleaved Caspase-1、ASC、GSDMD-N、IL-1β和IL-18等蛋白的表达水平。3.HCAEC细胞分为:(1)control;(2)H/R;(3)H/R+VT-10μM。人心肌细胞(AC16)分为:(1)control;(2)H/R。把HCAEC细胞的上清液加到AC16细胞中。CCK-8试剂盒检测AC16细胞活力;Western blot检测AC16细胞iRhom2、NLRP3、cleaved Caspase-1和GSDMD-N蛋白的表达水平。4.将50只雄性C57/BL小鼠随机分为sham组、I/R组、I/R+VT-3 mg/kg组、I/R+VT-6 mg/kg组和I/R+VT-12 mg/kg组。VT在造模前2 h腹腔给牡荆素。通过心脏冠状动脉左前降支结扎30 min再灌注2 h对小鼠进行I/R造模。通过生物机能系统测定心电图变化;超声检测心功能变化;H&E染色观察心肌组织病理学损伤;免疫组织化学检测心肌组织中NLRP3的表达;蛋白质免疫印迹检测iRhom2、ADAM17、TNF-α、NLRP3、cleaved Caspase-1、ASC、GSDMD-N、IL-1β和IL-18蛋白的表达水平。结果:1.CCK-8实验及LDH检测结果表明,与control组相比,H/R组HCAEC细胞出现明显损伤,LDH释放增加,细胞凋亡率明显升高,以及iRhom2和GSDMD-N的蛋白表达明显增加。与H/R组相比,H/R+VT(5、10、20μM)组可明显减轻HCAEC细胞损伤并抑制细胞凋亡,同时抑制细胞内iRhom2和GSDMD-N的蛋白表达。2.iRhom2-si RNA实验结果表明,与control组相比,H/R组HCAEC细胞损伤明显,LDH释放量增加,细胞凋亡增多,并且上清中炎症因子TNF-α、IL-1β和IL-18水平明显上升;另外细胞中iRhom2基因表达上调,引起ADAM17激活、导致其下游NLRP3、NF-κB、GSDMD基因表达上调,同时细胞中iRhom2蛋白表达增加,激活下游ADAM17蛋白,TNF-α蛋白表达增加,导致细胞中NLRP3炎症小体信号激活,其下游ASC、cleaved Caspase-1、GSDMD-N、IL-1β和IL-18蛋白表达明显增加。与H/R组相比,H/R+iRhom2-si RNA组可减轻细胞损伤,抑制细胞凋亡,细胞上清中TNF-α、IL-1β和IL-18释放量减少,iRhom2基因沉默后表达下调,ADAM17基因表达受抑制,其下游NLRP3、NF-κB、GSDMD的m RNA表达明显下调;同时iRhom2蛋白表达降低,抑制ADAM17蛋白活化,TNF-α蛋白表达降低,并抑制其下游NLRP3、ASC、cleaved Caspase-1、GSDMD-N、IL-1β和IL-18蛋白表达。H/R+VT-10μM组产生与H/R+iRhom2-si RNA组相似的效应,均可抑制H/R诱导所致的炎症水平和细胞焦亡途径。3.将H/R(有或无VT-10μM预处理)后的HCAEC细胞上清液预处理AC16心肌细胞。结果显示,正常的AC16心肌细胞,用H/R后的HCAEC细胞上清液孵育后,AC16细胞活力下降,细胞iRhom2蛋白表达上调,其下游NLRP3炎症小体信号激活,引起Caspase-1活化、GSDMD-N剪切增加;正常AC16心肌细胞用VT-10μM预处理的H/R后的HCAEC细胞上清液孵育后,可抑制AC16细胞活力的下降,上述相关蛋白表达减少。此外,用H/R后的HCAEC细胞上清液孵育缺氧复氧AC16心肌细胞后发现,心肌细胞活力明显下降,细胞损伤加重,细胞内iRhom2蛋白表达显著上调,下游NLRP3炎症小体信号激活,引起Caspase-1活化和GSDMD-N剪切增多;用VT-10μM预处理的HCAEC细胞上清液孵育H/R后的AC16细胞,结果显示,AC16细胞活力增加,损伤减轻,并可抑制iRhom2蛋白上调,抑制心肌细胞焦亡途径。4.与Sham组相比,模型组小鼠心电图ST段明显抬高。血清中LDH活性及MDA含量明显增加,SOD活性降低,小鼠心脏左心前壁收缩功能明显下降;与I/R组比较,VT治疗组可抑制小鼠ST段抬高,抑制LDH漏出,降低MDA含量,提高SOD活性,另外VT可显著改善小鼠心脏左心前壁收缩功能。H&E结果显示,与I/R组相比,VT可减轻小鼠心肌组织病理学损伤。免疫组化结果显示,I/R组小鼠心肌组织中NLRP3蛋白表达水平明显高于Sham组,VT治疗组小鼠心肌组织中NLRP3表达水平降低。Westren Blot结果显示,与Sham组相比,I/R组小鼠心肌组织中iRhom2蛋白表达上调,ADAM17活化,TNF-α蛋白表达增加,其下游NLRP3炎症小体信号激活,引起ASC、cleaved Caspase-1及细胞焦亡执行蛋白GSDMD-N、IL-1β、IL-18蛋白表达明显增加,VT可抑制小鼠心肌组织中iRhom2蛋白表达上调,抑制ADAM17活化,TNF-α蛋白表达降低,并抑制心肌细胞焦亡发生。结论:本研究结果表明,VT对H/R后的血管内皮细胞有保护作用,并减轻急性心肌缺血再灌注损伤,其潜在机制可能是通过调控iRhom2信号,抑制血管内皮细胞和心肌焦亡,从而减轻心肌缺血再灌注损伤。