毛蕊异黄酮-7-O-β-D-葡萄糖苷通过激活PI3K/Akt通路减轻体内缺血再灌注损伤

Calycosin‑7‑O‑β‑D‑glucoside attenuates ischemia‑reperfusion injury in vivo via activation of the PI3K/Akt pathway.

作者信息Min Ren, Xudong Wang, Guoqing Du, Jiawei Tian, Yujie Liu
PMID26648122
发布时间2016-01
DOI10.3892/mmr.2015.4611

实验完整度

体内大鼠模型验证药效,检测心功能、梗死面积、生化指标及蛋白表达,并用抑制剂进行机制验证,但缺乏体外和临床样本。

主要模型

雄性Wistar大鼠心肌缺血再灌注模型(LAD结扎45分钟/再灌注3小时) Wistar大鼠

重点核对

大鼠品系和性别:雄性Wistar大鼠,8周龄 缺血/再灌注时间:45分钟缺血,3小时再灌注 CG给药剂量和时间:低剂量15 mg/kg和高剂量30 mg/kg,术前30分钟静脉注射 LY294002给药剂量和时间:0.3 mg/kg,术前30分钟静脉注射 检测指标:心功能、梗死面积、血清CK/LDH/SOD/MDA、蛋白表达

摘要

本研究旨在探讨毛蕊异黄酮-7-O-β-D-葡萄糖苷(CG)对体内缺血再灌注(I/R)损伤的作用及机制。采用超声系统监测血流动力学参数,包括射血分数(EF)、缩短分数(FS)、左心室收缩末压(LVESP)和左心室舒张末压(LVEDP),并通过伊文思蓝/氯化三苯基四氮唑双重染色测定梗死面积。测定血清肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性以及丙二醛(MDA)的水平,以评估心肌损伤和氧化应激损伤的程度。通过western blotting检测cleaved-caspase-3、cleaved-caspase-9、磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)p85、PI3K p85、p-Akt和Akt的蛋白表达水平。结果表明,高剂量(H)-CG预处理显著改善心脏功能,表现为EF、FS和LVESP升高,LVEDP降低。此外,与I/R组相比,I/R+低剂量CG组和I/R+H-CG组的梗死面积显著减小。与I/R组相比,I/R+H-CG组的CK和LDH活性以及MDA水平降低,而SOD活性升高。CG处理抑制caspase-3和caspase-9的裂解和活性,并增强PI3K p85和Akt的磷酸化。值得注意的是,给予PI3K抑制剂LY294002后,p-PI3K p85/p-Akt水平显著降低,并消除了H-CG对梗死面积、心肌损伤和氧化应激损伤的抑制作用。综上所述,结果表明CG可能通过激活PI3K/Akt信号通路减轻I/R损伤。

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
CG是否能够减轻心肌缺血再灌注损伤及其潜在机制。
核心机制
CG通过激活PI3K/Akt信号通路,抑制氧化应激和凋亡,从而减轻心肌I/R损伤。
主要证据
在雄性Wistar大鼠I/R模型中,CG改善心功能、减小梗死面积、降低CK/LDH/MDA、升高SOD,抑制caspase激活;PI3K抑制剂LY294002逆转了这些保护效应。
研究意义
提示CG可能作为减轻心肌缺血再灌注损伤的潜在治疗药物。

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

建立心肌I/R模型及分组给药

建立心肌缺血再灌注损伤模型,并评估CG预处理的作用

雄性Wistar大鼠分为sham、I/R、I/R+L-CG、I/R+H-CG、sham+H-CG组,通过结扎LAD冠状动脉45分钟,再灌注3小时建立I/R模型,CG(15或30 mg/kg)在结扎前30分钟静脉注射。

2

评估心脏功能

检测CG对I/R引起的心脏功能损害的影响

再灌注后,使用超声系统检测EF、FS、LVESP和LVEDP。

3

检测心肌梗死面积

评估CG对I/R引起的心肌梗死面积的影响

再灌注后,结扎LAD,灌注伊文思蓝,分离心脏并TTC染色,计算梗死面积(IA/AAR%)。

4

检测心肌损伤和氧化应激指标

评估CG对I/R引起的心肌损伤和氧化应激的影响

收集血清,检测CK、LDH、SOD活性和MDA含量。

5

检测凋亡相关蛋白表达和活性

评估CG对I/R引起的凋亡的影响

提取AAR组织蛋白,western blot检测cleaved-caspase-3和cleaved-caspase-9表达;使用试剂盒检测caspase-3/9活性。

6

验证PI3K/Akt通路的激活

评估CG对PI3K/Akt信号通路的影响

用western blot检测AAR组织中p-PI3K p85、PI3K p85、p-Akt、Akt的表达。

7

使用PI3K抑制剂验证机制

验证CG的保护作用是否依赖于PI3K/Akt通路

在大鼠中,在给予CG前30分钟静脉注射LY294002(0.3 mg/kg),然后进行I/R,检测梗死面积、血清CK/LDH/SOD/MDA、PI3K/Akt蛋白表达。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证氧化应激和损伤指标

产品清单

实验环节名称品牌货号
10%水合氯醛Sinopharm Medicine--
动物呼吸机(HX-300S)Chengdu Technology & Market Co., Ltd--
毛蕊异黄酮-7-O-β-D-葡萄糖苷(CG)Dalian Meilun Biological Technology Co., Ltd.--
超声系统(IE33)Philips GmbH--
伊文思蓝Wokai--
TTC(2,3,5-氯化三苯基四氮唑)Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
数码相机(D3000)Nikon--
Image Pro Plus 6.0Media Cybernetics, Inc.--
CK检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA032
SOD检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA001-3
LDH检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA020-1
MDA检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA003-1
RIPA裂解液Beyotime Institute of Biotechnology--
BCA蛋白浓度测定试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
PVDF膜EMD Millipore--
牛血清白蛋白Amresco--
cleaved caspase-3抗体WanleibioWL0146
cleaved caspase-9抗体WanleibioWL0191
PI3K p85抗体WanleibioWL0191
p-Akt抗体WanleibioWLP001
Akt抗体WanleibioWL0003
p-PI3K p85抗体Biossbs-5538R
HRP标记的山羊抗兔IgGBeyotime Institute of Biotechnology--
含Tween 20的Tris缓冲盐溶液Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.--
Gel-Pro Analyzer软件4.0Media Cybernetics, Inc.--
Caspase活性检测试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
酶标仪(ELX-800)Bio-Tek Instruments, Inc.--
LY294002Sigma-Aldrich--
GraphPad Prism 5GraphPad Software, Inc.--

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
动物模型建立
大鼠品系、性别、周龄;麻醉药物及剂量;LAD结扎时间;再灌注时间;机械通气条件
阅读提示:Materials and methods: Animals, In vivo myocardial I/R model and experimental groups
药物处理
CG剂量(15和30 mg/kg);给药途径(静脉注射);给药时间(术前30分钟);LY294002剂量(0.3 mg/kg)及给药顺序
阅读提示:Materials and methods: In vivo myocardial I/R model and experimental groups, PI3K/Akt signaling pathway
心功能检测
超声系统型号;检测参数(EF, FS, LVESP, LVEDP)
阅读提示:Materials and methods: Detection of cardiac function
梗死面积检测
伊文思蓝浓度和体积;TTC浓度;染色时间;图像分析软件
阅读提示:Materials and methods: Tissue staining
生化指标检测
血清制备方法(离心速度、时间、温度);检测试剂盒型号(CK, SOD, LDH, MDA)
阅读提示:Materials and methods: Detection of creatine kinase (CK), lactate dehydrogenase (LDH), SOD and malondialdehyde (MDA)
蛋白表达检测
蛋白提取方法;BCA定量;SDS-PAGE浓度(10%或13%);转膜条件;封闭液;一抗稀释比例及货号;二抗稀释比例;内参(β-actin)
阅读提示:Materials and methods: Western blot analysis
caspase活性检测
试剂盒;底物(Ac-DEVD-ρNA和Ac-LEHD-ρNA);检测波长(405 nm)
阅读提示:Materials and methods: Detection of caspase-3/9 activity