SRT2104通过增强Sirt1介导的去乙酰化在小鼠缺血/再灌注损伤中的神经保护作用

Neuroprotection of SRT2104 in Murine Ischemia/Reperfusion Injury Through the Enhancement of Sirt1-Mediated Deacetylation

作者信息Xue Bai, Dan Ye, Yuxun Shi, Matthew Fan, Peng Lu, Yanlin Feng, Chenyang Hu, Jing Liao, Kaixuan Cui, Xiaoyu Tang, Peiqi Wu, Fan Xu, Yue Xu, Jingjing Huang
PMID37099021
发布时间2023-04
DOI10.1167/iovs.64.4.31

实验完整度

包含体内I/R模型、多种组织学与功能检测、细胞凋亡和衰老评估、神经炎症分析及机制验证(Western blot检测乙酰化蛋白)。

主要模型

C57BL/6J小鼠视网膜缺血/再灌注(I/R)模型

重点核对

小鼠品系:C57BL/6J,6-8周龄,雄性 I/R模型:前房灌注升高眼压至110 mmHg持续1小时 SRT2104给药:玻璃体腔内注射2 μL,200 pmol,I/R后立即 对照组设置:Con, Con+SRT, I/R, I/R+SRT 检测时间点:1天、3天、7天

摘要

目的:神经保护策略是青光眼研究的主要目标。SRT2104给药在中枢神经系统退行性疾病中通过激活烟酰胺腺嘌呤二核苷酸依赖性去乙酰化酶-沉默信息调节因子1(Sirt1)显示出神经保护特性。在此,我们研究了SRT2104是否能保护视网膜免受缺血/再灌注(I/R)损伤及其潜在机制。方法:在I/R诱导后立即玻璃体腔内注射SRT2104。通过定量实时PCR和Western blot检测RNA和蛋白表达。通过免疫荧光染色检查蛋白表达和分布。通过苏木精和伊红染色、光学相干断层扫描和视网膜电图分析视网膜结构和功能。使用甲苯胺蓝染色对视神经轴突进行定量。通过TUNEL分析和SA-β-gal染色评估细胞凋亡和衰老。结果:I/R损伤后Sirt1蛋白表达显著下降,SRT2104给药有效增强了Sirt1蛋白的稳定性,而没有显著影响Sirt1 mRNA合成。单独使用SRT2104对正常视网膜的结构和功能没有影响。然而,SRT2104干预显著保护了视网膜内层结构和神经元;部分恢复了I/R损伤后的视网膜功能。SRT2104给药有效减轻了I/R诱导的细胞凋亡和衰老。此外,SRT2104干预显著减少了神经炎症,包括反应性胶质增生、视网膜血管炎症和I/R损伤后促炎细胞因子的过度表达。机制上,I/R诱导的p53、NF-κB p65和STAT3的乙酰化被SRT2104干预显著逆转。结论:我们证明SRT2104通过增强Sirt1介导的去乙酰化和抑制凋亡、衰老和神经炎症相关通路,对I/R损伤发挥了有效的保护作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SRT2104是否能保护视网膜免受缺血/再灌注损伤及其潜在机制是什么?
核心机制
SRT2104通过增强Sirt1介导的去乙酰化,抑制p53、NF-κB p65和STAT3的乙酰化,从而抑制凋亡、衰老和神经炎症。
主要证据
Western blot显示SRT2104逆转I/R诱导的ac-p53、ac-NF-κB p65和ac-STAT3升高;H&E、SD-OCT、ERG等显示结构和功能保护。
研究意义
SRT2104可能作为青光眼的辅助神经保护策略,部分防止RGC丢失。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立I/R模型和药物干预

模拟青光眼视网膜缺血再灌注损伤,评估SRT2104的干预效果

对C57BL/6J小鼠进行前房灌注升高眼压至110 mmHg持续1小时建立I/R模型,在再灌注后立即玻璃体腔内注射SRT2104或溶剂。

2

检测Sirt1表达

验证I/R损伤后Sirt1的表达变化及SRT2104对其的影响

通过qRT-PCR和Western blot检测Sirt1 mRNA和蛋白水平,通过免疫荧光观察Sirt1在视网膜中的分布。

3

评估视网膜结构损伤

检测I/R损伤后视网膜各层厚度变化及SRT2104的保护作用

通过H&E染色和SD-OCT测量视网膜各层厚度。

4

评估神经元存活和轴突损伤

检测I/R损伤后RGCs、无长突细胞、双极细胞的变化及SRT2104的保护作用

通过免疫荧光染色标记RBPMS、β3-tubulin、calretinin、PKCα,并使用甲苯胺蓝染色观察视神经轴突。

5

评估视网膜功能

检测I/R损伤后RGCs功能变化及SRT2104的改善作用

通过PERG和PhNR记录RGCs功能。

6

检测细胞凋亡和衰老

评估I/R诱导的凋亡和衰老及SRT2104的抑制作用

使用TUNEL检测凋亡,cleaved caspase-3免疫荧光检测凋亡,SA-β-gal染色检测衰老。

7

检测神经炎症

评估I/R诱导的胶质细胞活化和炎症因子表达及SRT2104的调节作用

通过免疫荧光检测GFAP、vimentin、Iba1、CD68、CD45、CD31,并通过qRT-PCR检测IL-1β、TNF-α、CCL2表达。

8

机制验证

验证SRT2104是否通过调节Sirt1介导的去乙酰化发挥保护作用

通过Western blot检测ac-p53、p53、ac-NF-κB p65、NF-κB p65、ac-STAT3、STAT3的表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
丁卡因Zhongshan Ophthalmic CenterH20071092
手持式数字回弹眼压计IcareTonoLab
SRT2104Selleck Chemicals Inc.GSK2245840
二甲基亚砜Sigma Chemical Co.--
微量注射器Hamilton80301
显微镜LeicaDMi8
ImageJ软件National Institutes of Health--
SD-OCT系统Bioptigen, Inc.Envisu R4310
Roland视觉电生理系统RolandQ450SC
羟丙甲纤维素滴眼液Zhongshan Ophthalmic CenterH20071448
共聚焦显微镜Carl ZeissLSM980
ChemiDoc Touch成像系统Bio-Rad--
Image Lab软件Bio-Radversion 6.0
SYBR Green PCR预混液Biotool--
原位细胞死亡检测(荧光素)Roche--
SA-β-gal染色试剂盒Cell Signaling Technology--
Millipore--
p53抗体NOVUS BIOLOGICALSnbp2-29453
NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology8242
STAT3抗体Cell Signaling Technology12640
乙酰化p53抗体Cell Signaling Technology2525
乙酰化NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology12629
乙酰化STAT3抗体Cell Signaling Technology2523
GAPDH抗体ABclonalA19056
Sirt1抗体ABclonalA11267
RBPMS抗体GeneTexGTX118619
PKCα抗体Santa Cruzsc-8393
Calretinin抗体Abcamab702
Cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology9579
β3-tubulin抗体BioLegend801202
Cy3偶联抗GFAPMilliporeMAB3402C3
Vimentin抗体ServicebioGB12192
Iba1抗体Wako019-19741
CD68抗体Bio-RadMCA1957
CD45抗体BD Pharmingen550539
CD31抗体MilliporeMAB3402C3

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物
小鼠品系、性别、年龄、饲养条件
阅读提示:Methods: Animals
I/R模型
眼压值、持续时间、麻醉方法、灌注针规格
阅读提示:Methods: I/R Model
药物干预
SRT2104浓度、体积、注射时间、溶剂
阅读提示:Methods: Drug Application and Experimental Groups
实验分组
分组情况(Con, Con+SRT, I/R, I/R+SRT)及各组样本量
阅读提示:Methods: Drug Application and Experimental Groups
检测时间点
不同检测项目对应的时间点(1、3、7天)
阅读提示:Methods: Drug Application and Experimental Groups