ABCC9敲低通过抑制PI3K/AKT信号通路减轻异丙肾上腺素诱导的心肌肥大

ABCC9 knockdown attenuates isoproterenol‑induced myocardial hypertrophy by inhibiting the PI3K/AKT signaling pathway.

作者信息Qian Peng, Rui Chang, Linlin Ma, Yanfei Li
PMID41347799
发布时间2026-02
DOI10.3892/mmr.2025.13770

实验完整度

体外细胞模型,包含功能验证(凋亡、氧化应激)和机制验证(PI3K/AKT通路及回补实验),但缺少动物模型和体内验证。

主要模型

AC16人心肌细胞系 ISO诱导的心肌肥大细胞模型

重点核对

ABCC9-siRNA3的敲低效率(约85%) ISO处理浓度10 μM和时间24 h 740Y-P(PI3K/AKT激活剂)浓度10 μM处理24 h siRNA转染浓度50 nM和时间24 h

摘要

心肌肥大(MH)是进展为严重心血管疾病(CVD)的早期病理表现,逆转MH对预防和治疗心力衰竭具有重要意义。ATP结合盒亚家族C成员9(ABCC9)的表达失调与复杂的CVD发病机制相关,但其精确的机制作用仍不明确。本研究旨在探讨ABCC9敲低对异丙肾上腺素(ISO)诱导的MH的保护作用,并阐明其潜在的分子机制。用ISO处理AC16心肌细胞建立MH模型,在该模型中ABCC9蛋白表达显著升高。心肌细胞表面积荧光染色和MH相关生物标志物(包括心房钠尿肽、脑钠尿肽和β-肌球蛋白重链)的定量分析表明,ABCC9敲低有效减轻了MH并改善了心脏功能。此外,蛋白质印迹分析和流式细胞术显示,ABCC9敲低不仅减少了心肌细胞凋亡,还降低了氧化应激,表现为活性氧水平降低。机制上,蛋白质印迹和线粒体膜电位测定显示,ABCC9敲低抑制了磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路并改善了线粒体功能。值得注意的是,这些保护作用被PI3K/AKT激活剂740Y-P处理减弱。这些发现共同表明,ABCC9敲低通过抑制PI3K/AKT信号通路,从而减轻线粒体功能障碍并减少凋亡和氧化应激,对MH具有保护作用,将ABCC9定位为MH治疗的潜在靶点。

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
ABCC9是否参与ISO诱导的心肌肥大,以及其潜在分子机制是什么?
核心机制
ABCC9敲低通过抑制PI3K/AKT信号通路,改善线粒体功能,从而减少心肌细胞凋亡和氧化应激,减轻心肌肥大。
主要证据
在ISO诱导的AC16心肌细胞中,ABCC9敲低降低了ANP、BNP和β-MHC的表达,减小了细胞表面积;减少了凋亡和ROS水平;恢复了线粒体膜电位;抑制了p-PI3K和p-AKT的表达;而740Y-P逆转了这些保护效应。
研究意义
ABCC9可作为MH治疗的潜在靶点,为临床干预提供新证据。

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ISO诱导的MH细胞模型

确定ISO处理浓度和时间,验证模型建立成功并观察ABCC9表达变化。

用不同浓度ISO(0,5,10,20,40 μM)处理AC16细胞24h,CCK-8检测活力;用10 μM ISO处理不同时间(0,12,24,48h),western blot检测ABCC9蛋白;RT-qPCR检测ANP、BNP、β-MHC表达;荧光染色(rhodamine-phalloidin、WGA)检测细胞表面积。

2

ABCC9基因敲低及效率验证

建立ABCC9敲低细胞模型,筛选高效siRNA并验证敲低效果。

使用Lipofectamine 3000转染si-ABCC9(三种)或si-NC至AC16细胞,转染后24h通过western blot检测ABCC9蛋白表达,筛选出si-ABCC9-3用于后续实验。

3

评估ABCC9敲低对心肌肥大的作用

验证ABCC9敲低是否减轻ISO诱导的心肌肥大。

在ISO处理条件下,转染si-ABCC9或si-NC,检测肥厚标志物ANP、BNP、β-MHC表达及细胞表面积变化。

4

检测细胞凋亡和氧化应激

探究ABCC9敲低对ISO诱导的心肌细胞凋亡和氧化应激的影响。

通过western blot检测凋亡相关蛋白(Bax、Bcl-2、caspase-3、cleaved caspase-3),流式细胞术检测Annexin V-FITC/PI凋亡率,DCFH-DA染色检测ROS水平。

5

检测线粒体功能

评估ABCC9敲低对ISO诱导的线粒体膜电位变化的影响。

使用JC-1荧光探针检测线粒体膜电位(MMP),通过荧光显微镜观察红绿荧光变化。

6

探究PI3K/AKT信号通路机制

验证ABCC9敲低是否通过抑制PI3K/AKT通路发挥保护作用。

通过western blot检测p-PI3K、PI3K、p-AKT、AKT表达;使用PI3K/AKT激活剂740Y-P处理,观察对ABCC9敲低效应的影响。

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。

验证免疫效应
验证机制链路
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
彩色逆转录试剂盒(含gDNA去除剂)EZBioscienceA0010CGQ
2×彩色SYBR Green qPCR预混液(ROX2)EZBioscienceA0012-R2
抗ABCC9抗体Signalway Antibody LLC40229
抗Bcl-2抗体Cell Signaling Technology, Inc.15071T
抗Bax抗体Cell Signaling Technology, Inc.2772T
抗caspase-3抗体Cell Signaling Technology, Inc.9662S
抗cleaved caspase-3抗体Cell Signaling Technology, Inc.9661S
抗磷酸化PI3K抗体Cell Signaling Technology, Inc.17366T
抗PI3K抗体Cell Signaling Technology, Inc.4292S
抗磷酸化AKT抗体Cell Signaling Technology, Inc.9271T
抗AKT抗体Cell Signaling Technology, Inc.4691T
抗β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology, Inc.3700S
抗ANP抗体Abcamab189921
抗BNP抗体Abcamab236101
抗GAPDH抗体Santa Cruz Biotechnology, Inc.sc-32233
小鼠抗兔IgG-HRPSanta Cruz Biotechnology, Inc.sc-2357
小鼠IgGκ轻链结合蛋白偶联HRPSanta Cruz Biotechnology, Inc.sc-516102
PVDF膜Beyotime Biotechnology--
RIPA裂解液Beyotime BiotechnologyP0013C
肌动蛋白示踪红-594(微丝红色荧光探针)Beyotime Biotechnology--
2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯Beyotime Biotechnology--
DAPI染色液Beyotime Biotechnology--
线粒体膜电位检测试剂盒(JC-1)Beyotime BiotechnologyC2006
BCA蛋白检测试剂盒Beyotime BiotechnologyP0009
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Shanghai Yeasen Biotechnology Co., Ltd.40302
iF488-小麦胚芽凝集素(绿色荧光染料)Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd.G1730-100UL
740Y-P(PI3K/AKT激活剂)MedChemExpressHY-P0175
AC16细胞系Ningbo Mingzhou Biotechnology Co., Ltd.MZ-4038
DMEM高糖培养基Shanghai Basal Media Technologies Co., Ltd.--
胎牛血清Vazyme Biotech Co., Ltd.--
青霉素/链霉素溶液Shanghai Epizyme Biomedical Technology Co., Ltd.--
Lipofectamine® 3000转染试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
Opti-MEM培养基Gibco; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
ABCC9 siRNA-1Suzhou Synbio Technologies Co., Ltd.--
ABCC9 siRNA-2Suzhou Synbio Technologies Co., Ltd.--
ABCC9 siRNA-3Suzhou Synbio Technologies Co., Ltd.--
阴性对照siRNASuzhou Synbio Technologies Co., Ltd.--
细胞计数试剂盒-8Beyotime Biotechnology--
蛋白酶和磷酸酶抑制剂混合物Beyotime BiotechnologyP1045
BeyoECL Moon化学发光底物Beyotime BiotechnologyP0018FS
Tanon-4600化学发光系统Tanon Science and Technology Co., Ltd.--
罗丹明-鬼笔环肽工作液Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd.GC305010
奥林巴斯荧光显微镜Olympus Corporation--
LSM 800激光共聚焦显微镜Zeiss AG--
含DAPI的抗荧光淬灭封片剂Beyotime BiotechnologyP0131
BD LSRFortessa™ Fusion流式细胞仪BD Biosciences--
TRIzol®试剂Invitrogen; Thermo Fisher Scientific, Inc.--
NanoDrop®分光光度计Thermo Fisher Scientific, Inc.--
Roche LightCycler®96实时定量荧光PCR仪Roche--
酶标仪(PT-3502PC)Bio-Equip.com--

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
细胞培养
AC16细胞系来源(cat. no. MZ-4038);培养基:DMEM高糖+10%FBS+1%双抗;培养条件:37°C、5% CO2。
阅读提示:Materials and methods: Cell culture
药物处理
ISO浓度:10 μM;处理时间:24 h;740Y-P浓度:10 μM;处理时间:24 h。
阅读提示:Materials and methods: Cell culture; Western blot分析中的处理描述
siRNA转染
siRNA浓度:50 nM;转染试剂:Lipofectamine 3000(5 μl);转染时间:24 h;siRNA序列(si-ABCC9-3)。
阅读提示:Materials and methods: Small interfering RNA (siRNA)-mediated gene silencing
蛋白检测
蛋白上样量:30 μg/泳道;SDS-PAGE:10%;一抗稀释比:ABCC9、ANP、BNP、Bax、Bcl-2、caspase-3、cleaved caspase-3、p-PI3K、PI3K、p-AKT、AKT均为1:1000;GAPDH和β-actin为1:5000;二抗稀释比:1:50000。
阅读提示:Materials and methods: Western blot analysis
细胞凋亡检测
细胞密度:3.5×10^5细胞/孔(6孔板);Annexin V-FITC和PI用量各5 μl;孵育条件。
阅读提示:Materials and methods: Flow cytometry of apoptosis