IL-34通过JAK信号通路上调HMGB1-IL-17A-IL-6轴加重心肌缺血再灌注损伤

IL-34 aggravates myocardial ischemia-reperfusion injury by upregulating the HMGB1-IL-17A-IL-6 axis through the JAK signaling pathway.

作者信息Ruisong Ma, Xiaochun Hu, Wenwen Fu, Xiaorong Hu
PMID39883639
期刊PLoS One
发布时间2025-01-30
DOI10.1371/journal.pone.0315489

实验完整度

中

包含大鼠MI/R模型、TTC染色、ELISA、Western blot、TUNEL等实验,但样本量小(n=3或5),且仅有单一时间点,缺少多层级验证。

主要模型

大鼠心肌缺血再灌注(MI/R)模型 大鼠心肌组织

重点核对

IL-34处理浓度:600 ng/kg体重,静脉注射,于缺血前10分钟给予 JAK抑制剂ab12剂量:700 μg/kg体重,静脉注射 缺血时间:30分钟;再灌注时间:4小时 样本量:每组3只(时间点实验)或8只(处理实验)

摘要

白细胞介素-34(IL-34)最近被报道为动脉粥样硬化性疾病(如冠状动脉疾病和血管性痴呆)的新生物标志物。IL-34调节促炎细胞因子(IL-17A、IL-1和IL-6)的表达,这些是参与心肌缺血再灌注(MI/R)损伤的经典细胞因子。然而,IL-34在MI/R中的确切作用仍不清楚。本研究采用大鼠MI/R模型来探讨IL-34在MI/R损伤中调节炎症过程的作用。首先,18只大鼠接受30分钟LAD结扎,然后分别再灌注0 h、1 h、2 h、4 h、8 h或24 h(每组n=3)。在缺血心肌中,IL-34水平在MI/R后4小时达到峰值。接下来,使用缺血30分钟和再灌注4小时(I/R)模型。将24只大鼠随机分为I/R组(n=8)、IL-34+IR组(n=8)和IL-34+ab12+IR组(n=8)。我们发现,IL-34预处理增加了炎症细胞因子的表达,包括高迁移率族蛋白B1(HMGB1)、IL-17A和IL-6;凋亡蛋白cleaved caspase-3的表达;以及缺血心肌内Bcl-2/Bax比值。我们还观察到血清心肌酶升高和心肌损伤面积增大。然而,使用Janus激酶(JAK)通路抑制剂治疗部分降低了这些蛋白的表达并减轻了心肌损伤。总之,这些结果表明IL-34通过诱导MI/R后HMGB1-IL-17A-IL-6轴和凋亡的表达加重MI/R损伤,这部分依赖于JAK通路。因此,阻断JAK信号通路或抑制IL-34的表达可能为减少MI/R损伤提供新思路,但仍需进一步研究。

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
IL-34在心肌缺血再灌注损伤中的作用及其机制是什么?
核心机制
IL-34通过激活JAK信号通路上调HMGB1-IL-17A-IL-6轴,促进心肌炎症和凋亡,从而加重MI/R损伤。
主要证据
在大鼠MI/R模型中,IL-34处理增加了心肌梗死面积、血清cTnI和CK-MB水平,上调HMGB1、IL-17A、IL-6、cleaved caspase-3表达及Bcl-2/Bax比值,而JAK抑制剂ab12部分逆转了这些效应。
研究意义
IL-34可能作为冠心病患者预后不良的生物标志物,并可作为减轻MI/R损伤的靶点。

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

时间点检测IL-34表达

确定MI/R模型中IL-34蛋白表达的时间变化,选择合适的时间点进行后续实验。

18只大鼠随机分为6组,每组3只,进行30分钟缺血,并分别再灌注0、1、2、4、8、24小时,利用Western blot检测心肌组织中IL-34蛋白水平。

2

建立I/R模型并进行药物干预

评估IL-34预处理及JAK抑制剂对MI/R损伤的影响。

24只大鼠随机分为3组:I/R组、IL-34+I/R组、IL-34+ab12+I/R组。各组均进行30分钟缺血和4小时再灌注,在缺血前10分钟分别给予PBS、IL-34、IL-34+ab12。

3

评估心肌损伤

测定心肌梗死面积和血清心肌酶水平,评估心肌损伤程度。

使用TTC-Ivans蓝双染法测定心肌梗死面积,用ELISA试剂盒检测血清cTnI和CK-MB水平。

4

评估心肌凋亡

检测心肌细胞凋亡指数及凋亡相关蛋白表达。

采用TUNEL染色检测心肌凋亡,Western blot检测cleaved caspase-3和Bcl-2/Bax蛋白表达。

5

检测JAK通路及炎症因子表达

探究IL-34是否激活JAK通路并上调HMGB1-IL-17A-IL-6轴。

使用Western blot检测心肌组织中JAK和HMGB1表达,使用ELISA检测IL-17A和IL-6水平。

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。

验证模型特征
验证细胞功能变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
美洛昔康----
磷酸盐缓冲液----
重组大鼠IL-34蛋白Creative Biomart--
JAK抑制剂ab120951 (ab12)Abcamab120951
抗HMGB1抗体Abcamab79823
抗JAK抗体Abcamab108596
GAPDH抗体Abcamab37168
cleaved caspase-3单克隆抗体Abcamab214430
Bcl-2抗体Abcamab196495
Bax抗体Abcamab32503
IL-34多克隆抗体Biossbs-18170R
β-actin抗体Beijing TDY BiotechTDY051
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔二抗Sungene Biotech--
大鼠血清肌酸激酶MB同工酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
大鼠血清cTnI同工酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
大鼠IL-17A ELISA试剂盒Elabscience--
大鼠IL-6 ELISA试剂盒Elabscience--
TUNEL试剂盒Merck--
伊文思蓝----
TTC(2,3,5-三苯基氯化四氮唑)----
Image-Pro Plus 6.0Media Cybernetics6.0
BCA蛋白定量试剂盒Aspen--
增强化学发光试剂Advansta--
X-Omat AR胶片Kodak--

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:Sprague-Dawley,雄性,体重150-220g;手术前15分钟肌注美洛昔康5 mg/kg;麻醉:戊巴比妥30 mg/kg腹腔注射;呼吸机设置:70次/分,氧气浓度40%,潮气量3-4 mL/100g;缺血时间30分钟,再灌注时间4小时
阅读提示:材料与方法:MI/R模型与实验设计
药物干预
IL-34剂量600 ng/kg体重,静脉注射;ab12剂量700 μg/kg体重,静脉注射;均在缺血前10分钟给予
阅读提示:材料与方法:实验设计
心肌损伤评估
TTC染色步骤:2% Evan blue灌注,1% TTC染色,图像分析软件Image-Pro Plus 6.0;血清cTnI和CK-MB检测方法
阅读提示:材料与方法:TTC-Ivans blue双染色,血清cTnI和CK-MB测量
凋亡检测
TUNEL染色步骤:固定、透化、标记,每视野计数;凋亡指数计算;Western blot检测cleaved caspase-3、Bcl-2、Bax蛋白表达
阅读提示:材料与方法:TUNEL检测,Western blot分析