芦丁在血管紧张素II诱导的H9c2心肌细胞肥大中对MAPK通路的调节与槲皮素不同

Rutin Modulates MAPK Pathway Differently from Quercetin in Angiotensin II-Induced H9c2 Cardiomyocyte Hypertrophy.

作者信息Hawa Nordin Siti, Juriyati Jalil, Ahmad Yusof Asmadi, Yusof Kamisah
PMID34064664
发布时间2021-05-11
DOI10.3390/ijms22105063

实验完整度

包含细胞模型(H9c2细胞)、氧化应激指标检测(超氧化物、NADPH氧化酶、SOD、iNOS、NO)和Western blot检测MAPK磷酸化,但缺乏体内模型或独立验证层级。

主要模型

H9c2心肌细胞系 Ang II诱导的心肌细胞肥大模型

重点核对

Ang II浓度600 nM处理24小时 槲皮素浓度331 μM,芦丁浓度50 μM处理24小时 H9c2细胞系,培养条件含10% FBS 细胞表面面积和BNP水平检测 MAPK磷酸化检测(ERK1/2、p38、JNK1/2)

摘要

芦丁是一种具有抗氧化特性的黄酮类化合物,已被证明对心肌细胞肥大发挥心脏保护作用。然而,关于其抗肥大特性的研究仍然缺乏,它是否表现出与其代谢物槲皮素类似的抗肥大效应尚不清楚。因此,本研究旨在探讨这两种黄酮类化合物对暴露于血管紧张素II(Ang II)诱导肥大的H9c2心肌细胞中氧化应激和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路的影响。心肌细胞暴露于Ang II(600 nM)伴或不伴槲皮素(331 μM)或芦丁(50 μM)处理24小时。给予溶剂的组作为对照组。黄酮类化合物的浓度根据报道的减少H9c2细胞肥大或心脏损伤的有效浓度来选择。暴露于Ang II增加了细胞表面积、细胞内超氧阴离子水平、NADPH氧化酶和诱导型一氧化氮合酶活性,并降低了细胞超氧化物歧化酶活性和亚硝酸盐水平,这些效应均被芦丁和槲皮素类似地逆转。芦丁对细胞外信号相关激酶(ERK1/2)和p38的磷酸化蛋白无显著影响,但下调了由Ang II诱导的磷酸化c-Jun N末端激酶(JNK1/2)。另一方面,槲皮素显著下调了ERK1/2、p38和JNK1/2的磷酸化蛋白。槲皮素对JNK1/2的抑制效果强于芦丁。总之,两种黄酮类化合物对Ang II诱导的心肌细胞肥大具有类似的保护作用,但它们对MAPK通路的调节不同。

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
芦丁是否与槲皮素类似,对血管紧张素II诱导的心肌细胞肥大具有保护作用,且其作用机制是否涉及ROS/NO轴和MAPK通路?
核心机制
两种黄酮类化合物通过抑制Ang II诱导的氧化应激(降低超氧化物和NADPH氧化酶活性,恢复SOD活性)和炎症反应(降低iNOS水平)来发挥保护作用;槲皮素抑制ERK1/2、p38和JNK1/2的磷酸化,而芦丁仅抑制JNK1/2的磷酸化,表明两者对MAPK通路的调节不同。
主要证据
在H9c2心肌细胞中,Ang II诱导细胞表面积和BNP水平升高,而芦丁和槲皮素均能逆转这些变化;两者均降低超氧化物水平、NADPH氧化酶活性,升高SOD活性,降低iNOS水平并恢复NO水平;Western blot显示槲皮素抑制ERK1/2、p38和JNK1/2磷酸化,芦丁仅抑制JNK1/2磷酸化。
研究意义
研究表明芦丁和槲皮素对Ang II诱导的心肌肥大具有保护作用,但机制不同,为开发特异性MAPK抑制剂提供了潜在方向,也为进一步研究芦丁在心脏肥大中的作用提供了依据。

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Ang II诱导的H9c2心肌细胞肥大模型

确定诱导细胞肥大的最佳Ang II浓度

将H9c2细胞与不同浓度Ang II(0.3-500 μM)孵育24小时,检测细胞表面积和BNP水平以确认肥大发生。

2

评估芦丁和槲皮素对细胞肥大和氧化应激的影响

检测两种黄酮类化合物是否能逆转Ang II诱导的肥大和氧化应激指标

将细胞分为对照组、Ang II组、Ang II+槲皮素组、Ang II+芦丁组,处理24小时后检测细胞表面积、BNP水平、细胞内超氧化物、NADPH氧化酶活性、SOD活性、iNOS水平和NO水平。

3

检测MAPK通路蛋白磷酸化

探究两种黄酮类化合物对MAPK信号通路的影响是否不同

通过Western blot检测磷酸化和总ERK1/2、p38、JNK1/2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
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Sigma-Aldrich--
青霉素-链霉素----
血管紧张素IISigma-Aldrich--
槲皮素Sigma-AldrichQ4951
芦丁Sigma-AldrichR5143
抗肌节α-肌动蛋白抗体Abcamab9465
Alexa Fluor 488偶联二抗InvitrogenA-11059
BNP ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0126
iNOS ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-R0520
ROS-ID总ROS/超氧化物检测试剂盒Enzo Life ScienceENZ-51010
EnSpire多功能酶标仪PerkinElmer--
二苯基碘(DPI)----
改良Griess试剂Sigma-Aldrich--
RIPA裂解缓冲液Sigma-Aldrich--
蛋白酶抑制剂混合物Roche--
正钒酸钠Sigma-Aldrich--
PVDF膜Bio-Rad--
牛血清白蛋白----
吐温20Bio-Rad--
磷酸化ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4377
磷酸化JNK1/2抗体Cell Signaling Technology4668
磷酸化p38抗体Santa Cruz Biotechnologysc-166182
ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4695
JNK1/2抗体Cell Signaling Technology9252
p38抗体Cell Signaling Technology8690
β-肌动蛋白抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47778
HRP偶联二抗Santa Cruz Biotechnologysc516102
ECL化学发光液Bio-Rad--

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
细胞培养
H9c2细胞系,培养于含10% FBS的DMEM培养基,添加100 U/mL青霉素和100 μg/mL链霉素,5% CO2,37°C,使用5-7代细胞
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.1
药物处理
Ang II浓度600 nM,槲皮素浓度331 μM,芦丁浓度50 μM,处理时间24小时,DMSO浓度<0.1%
阅读提示:Materials and Methods, Sections 4.2 and 4.3
细胞表面积测量
细胞固定、透化、封闭步骤,使用抗肌节α-肌动蛋白抗体和荧光二抗,至少测量60个细胞/组
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.4
氧化应激检测
超氧化物检测使用ROS-ID试剂盒,NADPH氧化酶活性检测使用DPI,SOD活性检测基于NBT还原抑制
阅读提示:Materials and Methods, Sections 4.6 and 4.7
Western blot
抗体稀释比例、上样量、曝光时间等
阅读提示:Materials and Methods, Section 4.9