抑制二酰甘油O-酰基转移酶1通过抑制缺血性卒中中的铁死亡提供神经保护

Inhibition of diacylglycerol O-acyltransferase 1 provides neuroprotection by inhibiting ferroptosis in ischemic stroke.

作者信息Youjie Zeng, Ren Guo, Songhua Chen, Yuxin Lin, Si Cao, Xia Wang, Siyi Zhang, Huilin Xu, Wenxiang Qing, Heng Yang, Wen Ouyang
PMID40375180
期刊Mol Med
发布时间2025-05-15
DOI10.1186/s10020-025-01255-w

实验完整度

包含体内MCAO模型和体外OGD/R细胞模型两个独立证据层级,并通过Gpx4 shRNA和线粒体/β-氧化抑制剂进行功能验证和机制验证。

主要模型

MCAO大鼠模型 高度分化PC12细胞OGD/R模型

重点核对

DGAT1抑制剂A 922500浓度(体外10和20 μmol/L,体内50 μmol/L侧脑室注射) Gpx4 shRNA慢病毒敲低(LV-956序列,MOI 20,体内7×10^8 TU/ml) 线粒体功能抑制剂鱼藤酮处理 β-氧化抑制剂依托莫司处理 MCAO模型建立时间(缺血2小时再灌注)

摘要

背景:二酰甘油O-酰基转移酶1(DGAT1)对甘油三酯合成至关重要,但其在缺血性卒中中的作用仍不清楚。本研究利用大脑中动脉闭塞(MCAO)大鼠模型和高度分化的PC12细胞进行氧-葡萄糖剥夺/再复氧(OGD/R)处理,研究DGAT1在缺血性卒中中的作用。方法:使用Zea-Longa评分和2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)染色评估DGAT1抑制在MCAO大鼠中的治疗效果。使用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)和乳酸脱氢酶(LDH)测定评估对OGD/R处理的高度分化PC12细胞的影响。使用透射电子显微镜评估铁死亡相关的线粒体损伤。此外,通过免疫组织化学、免疫荧光、Western blotting、qPCR、JC-1测定和活性氧(ROS)检测进一步探讨DGAT1抑制调节铁死亡的机制。结果:在MCAO和OGD/R模型中,DGAT1表达均升高。DGAT1抑制剂A 922500改善了MCAO大鼠的神经功能缺损,减少了梗死体积和神经元丢失,同时增强了OGD/R处理的PC12细胞的细胞活力并降低了LDH水平。DGAT1抑制显著减轻了MCAO大鼠的铁死亡,表现为(i)线粒体缩短和嵴破坏减少,(ii)4-HNE水平降低,(iii)MDA降低和SOD升高,以及(iv)炎症因子(IL-6、MCP-1和TNF-α)水平降低。此外,体内和体外实验均显示DGAT1抑制显著增加Gpx4水平,而慢病毒递送的Gpx4 shRNA显著逆转了其有益作用。在MCAO大鼠中,Gpx4 shRNA显著升高4-HNE水平并加剧铁死亡相关的线粒体损伤。在体外,DGAT1抑制增加了线粒体膜电位并减少了ROS,而线粒体功能抑制剂鱼藤酮降低了Gpx4并损害了细胞活力。此外,DGAT1抑制显著上调了关键β-氧化基因Cpt1a,而β-氧化抑制剂依托莫司降低了细胞活力和线粒体膜电位,增加了ROS,并下调了Gpx4。结论:我们的研究表明,DGAT1抑制可能增强β-氧化和线粒体功能,从而增加Gpx4水平,抑制铁死亡,并最终在缺血性卒中中发挥神经保护作用。

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
DGAT1在缺血性卒中中是否发挥作用,以及其调节铁死亡的潜在机制是什么?
核心机制
DGAT1抑制通过上调β-氧化(Cpt1a)和改善线粒体功能(增加线粒体膜电位、减少ROS),从而上调Gpx4,抑制铁死亡,发挥神经保护作用。
主要证据
在MCAO大鼠和OGD/R PC12细胞中,DGAT1抑制减少梗死体积、神经功能缺损和铁死亡标志物(4-HNE、MDA),增加Gpx4;Gpx4 shRNA逆转保护作用,鱼藤酮和依托莫司也逆转保护作用。
研究意义
DGAT1抑制可能作为缺血性卒中的潜在治疗靶点,尤其对DGAT1高表达的患者,可能提供个性化的治疗策略。

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

DGAT1表达分析

评估DGAT1在缺血性卒中模型中的表达水平。

通过GEO数据集分析DGAT1 mRNA水平,并通过IHC、Western blot检测MCAO大鼠脑组织和OGD/R PC12细胞中DGAT1蛋白表达。

2

DGAT1抑制的神经保护作用验证

验证DGAT1抑制对缺血性卒中损伤的保护作用。

使用DGAT1抑制剂A 922500处理MCAO大鼠和OGD/R PC12细胞,评估神经功能评分、梗死体积、组织病理、细胞活力和LDH释放。

3

铁死亡相关表型评估

评估DGAT1抑制对铁死亡的影响。

通过TEM观察线粒体形态,IHC检测4-HNE,检测MDA、SOD水平以及炎症因子(IL-6、MCP-1、TNF-α)。

4

Gpx4依赖性验证

验证DGAT1抑制的保护作用是否依赖于Gpx4。

使用慢病毒shRNA敲低Gpx4,在体内和体外观察对DGAT1抑制保护作用的影响。

5

线粒体功能评估

评估DGAT1抑制对线粒体功能的影响。

通过JC-1染色检测线粒体膜电位,DHE检测ROS,Western blot检测Drp1和Mfn2,并使用鱼藤酮处理。

6

β-氧化通路验证

验证DGAT1抑制是否通过增强β-氧化发挥作用。

qPCR检测Cpt1a mRNA水平,使用依托莫司抑制β-氧化,观察对线粒体功能和细胞活力的影响。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
A 922500----
RPMI-1640培养基Gibco11875093
胎牛血清Procell164210-50
青霉素/链霉素SolarbioP1400
无糖DMEMGibco11966025
RIPA裂解液BiosharpBL504A
BCA蛋白定量试剂盒BiosharpBL521A
上样缓冲液BiosharpBL502A
PVDF膜----
ECL化学发光底物BiosharpBL520A
抗DGAT1抗体Proteintech11561-1-AP
抗FSP1抗体ABclonalA22278
抗GPX4抗体AbiowellAWA11352
抗DRP1抗体AbiowellAWA00145
抗MFN2抗体AbiowellAWA41852
抗β-actin抗体Proteintech20536-1-AP
TTC染色剂MedChemExpressHY-D0714
伊红BiossciBP0211
甲苯胺蓝BiossciBP0360
CCK-8试剂APExBIOK1018
LDH检测试剂盒南京建成生物工程研究所A020-2-2
透射电子显微镜Hitachi High-TechHT7700
SOD检测试剂盒瑞鑫生物RXWB0482-96
MDA检测试剂盒瑞鑫生物RXFG0005-96
IL-6 ELISA试剂盒瑞鑫生物--
MCP-1 ELISA试剂盒瑞鑫生物--
TNF-α ELISA试剂盒瑞鑫生物--
高度分化PC12细胞AbiowellAW-CCR070
抗NeuN抗体AbiowellAWA10318
抗4-HNE抗体Bioss Antibodiesbs-6313R
JC-1染料SolarbioM8650
DHE探针BeyotimeS0063
超纯RNA提取试剂盒CWBIO--
HiFiScript cDNA合成试剂盒CWBIO--
ChamQ通用型SYBR qPCR预混液Vazyme--
鱼藤酮----
依托莫司----
嘌呤霉素----

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
MCAO模型建立
动物品系:雄性SD大鼠,体重250-300g;线栓法阻塞右侧大脑中动脉2小时再灌注;麻醉:戊巴比妥钠50 mg/kg腹腔注射;侧脑室注射A 922500(50 μmol/L,10 μL)于MCAO前2小时
阅读提示:Materials and methods: Animals, Intracerebroventricular injection, Construction of MCAO rat models
OGD/R模型建立
细胞系:高度分化PC12细胞(Abiowell AW-CCR070);无糖DMEM,95% N2/5% CO2处理6小时,再复氧24小时;干预药物同时添加
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and construction of OGD/R models
Gpx4敲低
慢病毒LV-956序列:CAGGTTTGACATGTACAGCAA;体外MOI 20;体内侧脑室注射7×10^8 TU/ml,10 μL,MCAO前14天
阅读提示:Materials and methods: In vitro and in vivo Gpx4 silencing using lentiviral shRNA
线粒体功能检测
JC-1染色:孵育20分钟;DHE浓度5 μM孵育30分钟;对照组和处理组比较
阅读提示:Materials and methods: Measurement of mitochondrial function assessed by JC-1 staining and ROS
β-氧化验证
依托莫司处理浓度和时长:文中未明确说明;qPCR引物序列已提供
阅读提示:Materials and methods: RNA extraction and quantitative real-time polymerase chain reaction; Results: Inhibition of DGAT1 improved mitochondrial function by upregulating β-Oxidation