NBQX通过Nrf2/HO-1通路调节焦虑大鼠模型的心室颤动易感性

NBQX mediates ventricular fibrillation susceptibility in rat models of anxiety via the Nrf2/HO-1 pathway.

作者信息Yiqian Hu, Chuan Qu, Ying Zou, Xin Liu, Cui Zhang, Bo Yang
PMID39296140
期刊Heliyon
发布时间2024-09-03
DOI10.1016/j.heliyon.2024.e37358

实验完整度

包含体内动物模型(空瓶刺激AD模型)和多维度验证:行为学、电生理、组织学、生化检测、分子生物学及体外细胞实验(H9C2细胞)和通路抑制剂(ML385)验证。

主要模型

焦虑大鼠模型(空瓶刺激诱导) H9C2心肌细胞系

重点核对

空瓶刺激法建立焦虑模型,大鼠分组为CTL、CTN、AD、ADN,每组n=14 NBQX剂量20 mg/kg/天腹腔注射,持续28天 H9C2细胞处理:NBQX或ML385预处理6小时,H2O2诱导3小时,剂量为40 μM、200 μM VF诱发方案:50 Hz burst刺激10次,VF定义为持续时间≥2秒

摘要

目的:焦虑障碍(AD)是一种与心血管疾病发病率相关的常见精神障碍。氧化应激在焦虑状态中起关键作用,并可导致心脏重构。心肌细胞和神经元中α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸受体(AMPAR)的过度激活可引起氧化应激。此外,AMPAR抑制剂2,3-二羟基-6-硝基-7-氨磺酰基苯并[f]喹喔啉-2,3-二酮(NBQX)在改善氧化应激中发挥重要作用。本研究旨在探讨NBQX在焦虑大鼠模型中的抗心律失常作用。方法:采用空瓶刺激法诱导AD模型。雄性Sprague Dawley大鼠随机分为四组:对照组+生理盐水、对照组+NBQX、AD+生理盐水、AD+NBQX。采用旷场实验检测焦虑样行为。通过电生理实验、组织学分析、生化检测和分子生物学验证NBQX对电重构和结构重构的改善作用。此外,体外使用核因子E2相关因子2(Nrf2)抑制剂(ML385)来证明信号通路。结果:在AD大鼠中,氧化应激水平随AMPAR过度激活而升高,导致心室颤动(VF)易感性增加。NBQX逆转焦虑和VF易感性。我们的结果表明,NBQX激活Nrf2/血红素加氧酶-1(HO-1)通路,导致氧化应激水平下降。连接蛋白43和离子通道表达上调。NBQX治疗减轻了纤维化和凋亡。在体外,ML385处理减弱了这种效应。结论:NBQX通过调节Nrf2/HO-1通路在一定程度上减轻电重构、结构重构,从而减轻焦虑大鼠模型中的VF易感性。

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
NBQX能否通过调节Nrf2/HO-1通路减轻焦虑大鼠模型中的心室颤动易感性?
核心机制
NBQX通过激活Nrf2/HO-1通路降低氧化应激,从而改善电重构(恢复APD、ERP,上调CX43、KV4.2、KV4.3)和结构重构(减轻纤维化和凋亡),最终降低VF易感性。
主要证据
在焦虑大鼠模型中,NBQX治疗显著降低VF发生率(从77.8%降至33.3%),延长APD和ERP,上调CX43和离子通道蛋白表达,减轻纤维化和凋亡,同时激活Nrf2/HO-1通路。体外H9C2细胞中,ML385抑制Nrf2/HO-1通路可消除NBQX的保护效应。
研究意义
NBQX可能成为焦虑障碍合并心室颤动患者的潜在治疗药物。

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

焦虑模型建立与分组

建立焦虑大鼠模型并评估NBQX的作用

采用空瓶刺激法诱导焦虑模型,SD大鼠随机分为四组:CTL、CTN、AD、ADN,每组14只。AD和ADN组限时饮水,CTL和CTN组自由饮水。NBQX(20 mg/kg/天)或生理盐水腹腔注射28天。

2

焦虑行为评估

测定模型大鼠的焦虑样行为变化及NBQX的影响

通过旷场实验记录大鼠在中心区域停留时间、进入中心区次数和站立次数,评估焦虑行为。

3

心脏电生理检测

评估心室电重构和VF易感性

记录心电图,分析心率变异性;进行在体电生理实验,测量APD50、APD90、ERP,并通过burst刺激诱发VF,记录发生率和持续时间。

4

组织学与分子生物学分析

评估心肌结构重构及分子表达变化

采用Masson三色染色和天狼星红染色评估纤维化;免疫组化和免疫荧光检测CX43表达;Western blot检测CX43、KV4.2、KV4.3、AMPAR、Nrf2、HO-1、胶原I/III、凋亡相关蛋白表达;DHE染色检测ROS;生化检测MDA和SOD。

5

体外细胞实验验证通路

验证NBQX通过Nrf2/HO-1通路减轻氧化应激

H9C2细胞分为6组,经NBQX或ML385预处理后,用H2O2诱导氧化应激,检测ROS、MDA、SOD,以及Nrf2/HO-1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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
NBQXMedChemExpressHY-15068
ML385MedChemExpress--
DMEM/F12培养基----
胎牛血清----
青霉素/链霉素----
SOD检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA003-1-2
MDA检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering InstituteA001-1-2
RIPA裂解液ServicebioG2002
BCA蛋白定量试剂盒ServicebioG2026
SDS-PAGEServicebioG2042
PVDF膜EMD Millipore--
增强化学发光液ServicebioG2020
AMPAR抗体Cell Signaling Technology4676
Cx43抗体Cell Signaling Technology3512
KV4.2抗体Cell Signaling Technology74748
KV4.3抗体Biossbs-3762R
胶原I抗体Proteintech67288
胶原III抗体Proteintech22734
Nrf2抗体Proteintech16396
HO-1抗体Proteintech10701
Bcl2抗体Cell Signaling Technology4223
BAX抗体Cell Signaling Technology5023
Caspase-3抗体Cell Signaling Technology14220
GAPDH抗体Proteintech60004
EthoVisionXTNoldus Information Technology--
ImageJ----
Image Pro Plus----
GraphPad Prism 9.0GraphPad--
二氢乙啶----
DAPI----

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
焦虑模型建立
空瓶刺激法的具体实施细节(饮水时间、随机性)
阅读提示:Methods 2.1
电生理实验
麻醉诱导和维持浓度,电极放置位置,S1S1和S1S2参数,burst刺激参数
阅读提示:Methods 2.4和2.5
细胞实验
H9C2细胞培养条件,NBQX和ML385浓度及处理时间顺序
阅读提示:Materials 2.2和Cell culture 2.8
生化检测
血清和细胞样本处理步骤,试剂盒使用说明,酶标仪波长
阅读提示:Methods 2.9
组织学分析
切片厚度,染色具体步骤,ImageJ分析参数
阅读提示:Methods 2.6
统计设计
每组样本量(n=9或n=14),统计方法(t检验或ANOVA),显著性水平
阅读提示:Methods 2.12及图注