溶血磷脂酸通过激活脊髓中的TRPV1加重心肌缺血/再灌注损伤

Lysophosphatidic acid contributes to myocardial ischemia/reperfusion injury by activating TRPV1 in spinal cord.

作者信息Chao Wu, Meiyan Sun, Muge Qile, Yu Zhang, Liu Liu, Xueying Cheng, Xiaoxiao Dai, Eric R Gross, Ye Zhang, Shufang He
PMID38236300
发布时间2024-04
DOI10.1007/s00395-023-01031-z

实验完整度

包含在体I/R模型、TRPV1K710N敲入小鼠、多肽干预、DRG钙成像及分子信号检测,具有多层级功能与机制验证。

主要模型

C57BL/6J野生型小鼠心肌I/R模型 TRPV1K710N敲入小鼠 原代DRG神经元

重点核对

小鼠品系及基因型(WT vs. TRPV1K710N) CSF LPA水平变化及HA130抑制效果 LPA给药剂量(1.0 μg/20 μl,鞘内)及时间 K710N突变对TRPV1-LPA相互作用的阻断 心肌梗死面积测定方法(TTC染色)

摘要

溶血磷脂酸(LPA)是一种生物活性磷脂,在心血管疾病中发挥重要作用。在此,我们探讨LPA是否通过作用于脊髓中的瞬时受体电位香草酸亚型1(TRPV1)来促进心肌缺血/再灌注(I/R)损伤。通过结扎左冠状动脉建立体内I/R小鼠模型,我们观察到脑脊液(CSF)中LPA水平增加了1.57倍。与溶剂处理相比,LPA合成抑制剂HA130降低了I/R升高的CSF LPA水平(4.74 ± 0.34 vs. 6.46 ± 0.94 μg/mL,p = 0.0014)。与溶剂组相比,HA130处理减小了心肌梗死面积(26 ± 8% vs. 46 ± 8%,p = 0.0001)。为了阻断LPA在K710位点与TRPV1的相互作用,我们生成了K710N敲入小鼠模型。与TRPV1WT小鼠相比,TRPV1K710N小鼠对LPA诱导的心肌损伤具有抵抗性,表现为梗死面积更小(28 ± 4% vs. 60 ± 7%,p < 0.0001)。此外,针对K710区域的特异性序列TRPV1肽对LPA诱导的心肌损伤产生了类似的保护作用。通过K710N突变或TRPV1肽阻断K710区域导致神经肽释放减少和心脏感觉神经元活性降低,从而降低心脏去甲肾上腺素浓度并恢复心肌内促生存信号,即蛋白激酶B/细胞外调节激酶/糖原合酶激酶-3β通路。这些发现表明CSF中LPA的升高与心肌I/R损伤密切相关。此外,通过阻断K710区域来抑制LPA与TRPV1的相互作用,为预防心肌缺血损伤揭示了一种新策略。

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
LPA是否通过作用于脊髓中的TRPV1加重心肌I/R损伤?
核心机制
CSF中升高的LPA通过K710位点激活脊髓TRPV1,促进神经肽释放和心脏感觉神经元活性,增强交感神经活动,升高心肌去甲肾上腺素,抑制Akt/ERK/GSK-3β生存信号,加剧心肌损伤。
主要证据
I/R后CSF LPA升高并与梗死面积相关;HA130降低LPA水平并缩小心肌梗死面积;TRPV1K710N小鼠及V1-Cal肽对LPA诱导损伤有抵抗作用;伴随神经肽释放减少、钙内流降低和心肌生存信号恢复。
研究意义
靶向K710区域阻断LPA与TRPV1的相互作用,可能成为预防心肌缺血损伤的新策略。

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

建立心肌I/R损伤模型

模拟心肌缺血再灌注过程,观察CSF中LPA水平变化及心肌损伤程度。

通过结扎左前降支冠状动脉60分钟再灌注2小时,建立小鼠心肌I/R模型,收集CSF、心脏和脊髓样本。

2

鞘内给予LPA合成抑制剂HA130

验证CSF LPA对心肌I/R损伤的作用。

在缺血前10分钟至再灌注开始后10分钟,鞘内持续输注HA130(13.8 μg/20 μl)或溶剂,检测CSF LPA水平、梗死面积、心肌去甲肾上腺素及Akt/ERK/GSK-3β信号。

3

K710N突变对LPA诱导损伤的影响

验证TRPV1 K710位点是否介导LPA的致损效应。

对TRPV1WT和TRPV1K710N小鼠鞘内给予外源性LPA(1.0 μg/20 μl),比较梗死面积、cTnI、心肌去甲肾上腺素、脊髓TRPV1/神经肽表达及DRG钙内流。

4

V1-Cal肽阻断K710区域

验证序列特异性肽能否阻断LPA与TRPV1相互作用并减轻心肌损伤。

鞘内给予V1-Cal或对照TAT肽(0.1 mg/kg),在缺血前和再灌注开始时输注10分钟,检测梗死面积、心肌去甲肾上腺素、脊髓TRPV1/神经肽表达及DRG钙内流。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
验证免疫效应
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
HA130MCEHY-19329
18:1溶血磷脂酸Sigma857130P
V1-Cal肽GenScript--
TAT肽GenScript--
伊文思蓝染料----
2,3,5-三苯基氯化四氮唑Sigma--
ELISA试剂盒AVIVA SYSTEMS BIOLOGYOKCD02274, OKCD00729
抗TRPV1抗体Abcam4258
抗c-Fos抗体Abcamab190289
抗P物质抗体Thermo Fisher ScientificGP14110
抗降钙素基因相关肽抗体CST14959
OCT包埋剂Sakura Finetek USA4583
CryoStar NX50冷冻切片机Thermo Fisher Scientific--
荧光显微镜Zeiss--
小鼠抗TRPV1抗体Origene75-254
兔抗磷酸化TRPV1抗体Thermo Fisher ScientificPA5-106,215
兔抗Akt抗体CST4691T
兔抗磷酸化Akt抗体CST4060T
兔抗ERK1/2抗体CST4695T
兔抗磷酸化ERK1/2抗体CST4370T
兔抗GSK-3β抗体CST12456T
兔抗磷酸化GSK-3β抗体CST5558T
小鼠抗GAPDH抗体Abcamab8245
增强化学发光检测试剂盒Thermo Fisher Scientific34095
Tanon成像系统----
Fura-2 AMAbcamab120873
钙成像系统Molecular Devices--
层粘连蛋白包被的玻璃盖玻片----

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
小鼠品系(C57BL/6J WT vs. TRPV1K710N)、性别(雄性)、周龄(未明确说明,需核实)、缺血时间(60分钟)和再灌注时间(2小时)。
阅读提示:Methods: Animals; Mouse model of myocardial I/R injury
鞘内给药
药物剂量(HA130: 13.8 μg/20 μl;LPA: 1.0 μg/20 μl;肽: 0.1 mg/kg)、给药时间(缺血前10分钟至再灌注后10分钟)、溶剂(DMSO、PBS等)。
阅读提示:Methods: Intrathecal administration
梗死面积测量
染色方法(Evans blue、TTC)、切片厚度、孵育条件(37°C,15分钟)。
阅读提示:Methods: Measurement of infarct size
分子检测
抗体货号、蛋白上样量、内参(GAPDH)、样本取材时间点(脊髓再灌注后、心脏再灌注10分钟)。
阅读提示:Methods: Western blot assay; Figure legends
DRG钙成像
LPA浓度(50 μM)、Fura-2 AM浓度(5 μM)、加载时间(37°C 45分钟)、灌流速度(2 mL/min)、温度(36-37°C)。
阅读提示:Methods: Single cell calcium measurements in DRG neurons