miR-145-5p通过靶向心肌细胞焦亡减轻多柔比星诱导的心脏损伤

MiR-145-5p Attenuates Doxorubicin-Induced Heart Injury Through Targeting Cardiomyocyte Pyroptosis.

作者信息Xing-Tao Chen, Yong-Hong Yu, Yan-Hua Du, Lin Xu, Xiang-Ping Meng
PMID41225749
发布时间2026-05
DOI10.1002/kjm2.70126

实验完整度

包含整体动物模型(大鼠DOX心脏毒性)、细胞模型(H9C2)、临床样本分析及分子机制验证(荧光素酶报告基因、rescue实验),多层级验证功能与机制。

主要模型

Wistar大鼠多柔比星心脏毒性模型 H9C2大鼠心肌成肌细胞 乳腺癌患者血清样本队列

重点核对

DOX给药剂量:2.5 mg/kg,每周三次,持续2周,累积15 mg/kg,腹腔注射 AAV9-miR-145-5p注射时间:DOX首次给药前14天,尾静脉注射,5×10^11 vg/只 mimics/inhibitor转染浓度:80 nM,使用Lipofectamine 2000 H9C2细胞DOX处理条件:5 μM处理24小时 荧光素酶报告基因实验:共转染10 ng pmirGLO-SOX9-Wt或Mut + 20 nM miR-145-5p mimics或NC mimics

摘要

多柔比星(DOX)是一种强效的蒽环类化疗药物,但其剂量依赖性心脏毒性限制了其临床应用。尽管miR-145-5p在心血管疾病中显示出心脏保护特性,但其在DOX诱导的心肌病中的作用尚不明确。本研究探讨了miR-145-5p对DOX诱导的心脏毒性的治疗潜力及其潜在机制。Wistar大鼠接受累积DOX剂量(总计15 mg/kg)以建立心脏毒性模型,并通过腺相关病毒血清型9(AAV9)递送实现miR-145-5p过表达。通过超声心动图和血清生物标志物(包括肌酸激酶-MB同工酶(CK-MB)、心肌肌钙蛋白T(c-TnT)、C反应蛋白(CRP)和N末端前脑钠肽(NT-proBNP))评估心脏功能。评估了组织病理学(苏木精和伊红/马森三色染色)、凋亡(TUNEL)、氧化应激(二氢乙啶染色/丙二醛/谷胱甘肽)以及NLRP3炎症小体激活(ELISA/Western blot/免疫组织化学)。通过在健康对照和乳腺癌患者DOX治疗前后定量血清miR-145-5p和SOX9 mRNA来确定临床相关性。DOX显著下调大鼠心肌和H9C2细胞中的miR-145-5p,并上调SOX9。与化疗前基线相比,接受DOX治疗的患者血清miR-145-5p降低,SOX9 mRNA升高。AAV9-miR-145-5p减轻了DOX诱导的收缩功能障碍,降低了血清生物标志物,改善了组织病理学损伤和纤维化,抑制了凋亡和氧化应激,并抑制了NLRP3炎症小体激活(降低NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β和IL-18)。miR-145-5p直接靶向SOX9 3'UTR,SOX9过表达逆转了miR-145-5p介导的H9C2细胞中CK释放、ROS产生、凋亡和NLRP3表达的减少。这些发现表明,miR-145-5p通过靶向SOX9抑制NLRP3炎症小体介导的焦亡,从而保护免受DOX心脏毒性,提供了潜在的治疗策略。

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
miR-145-5p是否通过靶向SOX9抑制NLRP3炎症小体介导的焦亡,从而减轻多柔比星诱导的心脏毒性?
核心机制
miR-145-5p直接靶向SOX9 3'UTR,抑制SOX9表达,进而抑制NLRP3炎症小体激活,减少焦亡,从而保护心脏免受DOX损伤。
主要证据
体内外实验表明DOX下调miR-145-5p并上调SOX9;AAV9-miR-145-5p过表达减轻大鼠心脏损伤、抑制焦亡;荧光素酶报告基因证实miR-145-5p靶向SOX9;体外rescue实验表明SOX9过表达逆转miR-145-5p的保护作用。
研究意义
miR-145-5p可作为治疗DOX心脏毒性的潜在靶点和生物标志物,为预防化疗后心功能下降提供新的分子策略。

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

建立DOX诱导的心脏毒性模型

在体内和体外模拟多柔比星引起的心脏损伤

大鼠腹腔注射DOX(累积剂量15 mg/kg)建立慢性心脏毒性模型,H9C2细胞用不同浓度DOX处理24小时。

2

评估miR-145-5p过表达对心脏损伤的保护作用

验证miR-145-5p能否减轻DOX诱导的心功能不全和组织损伤

通过AAV9-miR-145-5p在心脏特异性过表达miR-145-5p,检测心功能(LVEF, LVFS)、血清生物标志物(CK-MB, c-TnT, NT-proBNP)、组织病理学(H&E和Masson染色)和纤维化。

3

检测心肌细胞凋亡和氧化应激

验证miR-145-5p对凋亡和活性氧产生的抑制作用

通过TUNEL染色检测心肌细胞凋亡,DHE染色检测ROS水平,并检测MDA和GSH水平。

4

评估NLRP3炎症小体激活水平

验证miR-145-5p对焦亡相关蛋白表达的影响

通过ELISA检测IL-1β和IL-18,免疫组化检测NLRP3表达,Western blot检测SOX9、NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、IL-18蛋白水平。

5

验证miR-145-5p靶向SOX9

证实miR-145-5p是否直接结合SOX9 3'UTR并调控其表达

RT-qPCR检测miR-145-5p mimics对SOX9 mRNA的影响,双荧光素酶报告基因实验验证miR-145-5p与SOX9 3'UTR的结合。

6

体外拯救实验

验证SOX9在miR-145-5p保护作用中的关键性

在H9C2细胞中过表达SOX9,检测其是否逆转miR-145-5p对DOX诱导的损伤、焦亡和ROS产生的抑制作用。

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
多柔比星Amgicamajci18230
DMEM培养基GibcoC11995500BT
胎牛血清Gibco10270-106
青霉素-链霉素Gibco15140-122
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen11668030
MTT试剂CarnossSJ1074
二甲基亚砜Sigma-AldrichD2650
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒BioLegend640914
二氢乙啶Sigma-AldrichD7008
DCFH-DA探针SolarbioCA1410
NLRP3抗体AffinityDF15549
HRP标记的山羊抗兔二抗BeyotimeA0208
DAB显色底物SolarbioDA1010
牛血清白蛋白SolarbioA8020
马森三色染色试剂盒SolarbioG1340
TUNEL凋亡检测试剂盒BOSTER BiotechMK1026
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Scientific23227
丙二醛检测试剂盒BeyotimeS0131S
谷胱甘肽比色检测试剂盒BiovisionK261
肌酸激酶同工酶ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E14403r
心肌肌钙蛋白T ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E16443r
C反应蛋白ELISA试剂盒CUSABIOCSB-E07922r
NT-proBNP ELISA试剂盒BIOSENBES2802K
IL-1β ELISA试剂盒mlbioml037361
IL-18 ELISA试剂盒BeyotimePI555
TRIzol LS试剂Invitrogen10296028
TRIzol试剂Invitrogen15596026
秀丽隐杆线虫miR-39Qiagen219610
RevertAid第一链cDNA合成试剂盒Thermo ScientificK1621
miRNA第一链合成试剂盒CWBioCW2141
PowerUp SYBR Green预混液Applied BiosystemsA25742
聚偏二氟乙烯膜MilliporeIPVH00010
SOX9抗体AffinityAF6330
NLRP3抗体AffinityDF7438
ASC抗体AffinityDF6304
caspase-1抗体AffinityAF5418
IL-1β抗体AffinityAF5103
IL-18抗体AffinityDF6252
GAPDH抗体AffinityAF7021
HRP标记的山羊抗兔IgGAffinityS0006
超敏增强化学发光试剂DEEYEEDY30208
pmirGLO双荧光素酶载体PromegaE1330
Q5定点突变试剂盒New England BioLabsE0554S
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1910
AAV9-cTNT-乱序对照Hanheng Biotechnology--
AAV9-cTNT-miR-145-5pHanheng Biotechnology--
pcDNA3.1-SOX9过表达质粒GenePharma--
胰蛋白酶-EDTAGibco25200072

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、体重、年龄;DOX剂量、给药途径、频率、持续时间;AAV9注射剂量、时间点
阅读提示:见Methods第2.2和2.3节
细胞培养和转染
细胞系来源、培养基、血清浓度、培养条件;转染试剂、mimics/inhibitor浓度、转染时间
阅读提示:见Methods第2.4节
细胞活性检测
DOX浓度范围、处理时间;MTT浓度、孵育时间、检测波长
阅读提示:见Methods第2.5节
心脏功能评估
麻醉方式、超声设备、探头型号、测量参数、计算方法
阅读提示:见Methods第2.8节
组织病理学
固定液、固定时间、切片厚度、染色方案、评估标准
阅读提示:见Methods第2.11节
分子检测
RNA提取方法、反转录试剂、qPCR引物序列、内参基因;Western blot抗体及稀释比例、显色方法
阅读提示:见Methods第2.14和2.15节
荧光素酶报告基因
报告基因载体、突变位点、共转染比例、检测时间
阅读提示:见Methods第2.16节