Sestrin2通过Nrf2/HO-1通路抑制铁死亡从而改善LPS诱导的心肌细胞损伤

Sestrin2 ameliorates LPS-induced cardiomyocyte injury by inhibiting ferroptosis via the Nrf2/HO-1 pathway.

作者信息Yiheng Yang, Peng Yang, Zhenzhong Zheng, Qingshan Tian
PMID41316369
发布时间2025-11-28
DOI10.1186/s40001-025-03580-6

实验完整度

研究包含体外细胞模型、过表达和抑制剂干预、多种功能检测及机制验证,但缺乏动物模型和原代细胞验证,未完全闭合。

主要模型

H9c2心肌细胞系 LPS诱导的细胞损伤模型 Sesn2过表达细胞模型

重点核对

LPS处理浓度10 μg/ml,处理时间24 h Sesn2过表达使用GV712载体转染48 h Nrf2抑制剂ML385浓度为5 μM 铁死亡诱导剂Erastin浓度为5 μM H9c2细胞培养条件为37°C、5% CO₂

摘要

背景:脓毒症诱导的心肌损伤的发病机制复杂。目前,该疾病的治疗效果仍不理想。Sestrin2(Sesn2)是一种抗氧化蛋白,已被证明在某些疾病中具有保护作用。然而,其在脓毒症诱导的心肌细胞损伤中的作用尚未完全阐明。方法:通过用脂多糖处理H9c2心肌细胞建立脓毒症诱导的心肌损伤的体外模型。使用细胞计数试剂盒-8量化H9c2心肌细胞的活力。通过蛋白质印迹分析蛋白质表达水平。通过流式细胞术量化细胞凋亡和线粒体膜电位。通过透射电子显微镜观察线粒体超微结构。使用商业检测试剂盒定量丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、还原型谷胱甘肽(GSH)、活性氧(ROS)和铁含量。使用铁死亡诱导剂Erastin进一步研究Sesn2在铁死亡中的作用。使用Nrf2抑制剂ML385研究Sesn2与Nrf2/HO-1通路之间潜在的调控关系。结果:在LPS诱导的H9c2心肌细胞中,Sesn2过表达显著提高了细胞活力,改善了线粒体损伤,上调了GPX4和SLC7A11的表达,下调了ACSL4的表达,降低了MDA和Fe2+水平,升高了SOD活性和GSH含量,并减轻了ROS的积累。Sesn2过表达显著抑制细胞凋亡。此外,Sesn2过表达可以激活Nrf2/HO-1通路。Erastin和ML385均逆转了Sesn2过表达对LPS处理的H9c2细胞中铁死亡相关蛋白的调控。结论:本研究证明Sesn2通过Nrf2/HO-1通路抑制LPS处理的H9c2细胞中的铁死亡,并且还发挥抗凋亡作用。

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
Sesn2是否通过调控铁死亡影响LPS诱导的心肌细胞损伤?
核心机制
Sesn2通过激活Nrf2/HO-1通路抑制铁死亡,并抑制细胞凋亡。
主要证据
在LPS处理的H9c2细胞中,Sesn2过表达改善细胞活力、减轻线粒体损伤、降低铁含量和脂质过氧化、上调GPX4和SLC7A11、下调ACSL4,而Erastin和ML385逆转这些效应。
研究意义
为脓毒症相关心肌损伤的治疗提供了新方向。

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

细胞培养和处理

建立LPS诱导的心肌细胞损伤模型

使用10 μg/ml LPS处理H9c2心肌细胞24小时,建立脓毒症诱导心肌损伤的体外模型。

2

Sesn2过表达

研究Sesn2在损伤模型中的作用

使用包含Sesn2编码序列的GV712载体转染H9c2细胞,并通过western blot验证过表达效率。

3

细胞活力检测

评估Sesn2对LPS损伤后细胞活力的影响

使用CCK-8试剂盒检测细胞活力。

4

铁死亡相关蛋白表达检测

评估Sesn2对铁死亡相关蛋白表达的影响

使用western blot检测GPX4、SLC7A11和ACSL4的蛋白表达。

5

氧化应激和铁含量检测

评估Sesn2对抗氧化能力和铁代谢的影响

使用相应试剂盒检测MDA、SOD、GSH、ROS及铁含量。

6

线粒体功能检测

评估Sesn2对线粒体膜电位和超微结构的影响

使用JC-1染色和流式细胞术检测线粒体膜电位,透射电镜观察线粒体超微结构。

7

细胞凋亡检测

评估Sesn2对LPS诱导细胞凋亡的影响

使用Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒和流式细胞术检测凋亡率,western blot检测BAX和BCL2蛋白。

8

炎症因子检测

评估Sesn2对炎症反应的影响

使用ELISA试剂盒检测TNF-α、IL-1β和IL-6水平。

9

通路验证

验证Sesn2是否通过Nrf2/HO-1通路抑制铁死亡

使用Nrf2抑制剂ML385处理细胞,检测Nrf2、HO-1和铁死亡相关蛋白的表达。

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。

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
验证机制链路

产品清单

实验环节名称品牌货号
杜尔贝科改良伊格尔培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
脂多糖Sigma-AldrichL2880
ML385----
Erastin----
GV712载体GeneChem--
jetPRIME转染试剂----
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒----
抗Sesn2抗体Proteintech10795-1-AP
抗GPX4抗体ServicebioGB124327
抗ACSL4抗体Proteintech22401-1-AP
抗SLC7A11抗体BOSTERBM5318
抗BAX抗体HUABIOET1603-34
抗BCL2抗体HUABIOET1702-53
抗HO-1抗体Proteintech66743-1-Ig
抗Nrf2抗体Proteintech16396-1-AP
抗Lamin B1抗体Proteintech66095-1-Ig
抗β-肌动蛋白抗体Proteintech66009-1-Ig
ECL化学发光试剂----
CCK-8试剂盒APExBioK1018
DCFH-DA荧光探针BeyotimeS0033S
二氢乙啶BeyotimeS0064S
丙二醛检测试剂盒BeyotimeS0131S
超氧化物歧化酶检测试剂盒BeyotimeS0101S
还原型谷胱甘肽检测试剂盒Nanjing JianchengA006-2-1
JC-1检测试剂盒BeyotimeC2003S
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒ElabscienceE-CK-A211
流式细胞仪Beckman--
TNF-α ELISA试剂盒Thermo Fisher88-7340
IL-1β ELISA试剂盒Multi sciencesEK301BHS
IL-6 ELISA试剂盒Multi sciencesEK306HS
FerroOrange荧光探针DojindoF374
细胞总铁比色法检测试剂盒ElabscienceE-BC-K880-M
细胞亚铁比色法检测试剂盒ElabscienceE-BC-K881-M
透射电子显微镜----
DAPI染色液----
GraphPad Prism 8.0GraphPad--

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
细胞培养与处理
H9c2细胞培养条件(培养基、血清、抗生素浓度、温度、CO2浓度);LPS处理浓度和时间
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and treatment
Sesn2过表达
Sesn2过表达载体及转染试剂;转染时间
阅读提示:Materials and methods: Transfection
Western blot
抗体信息(公司、货号、稀释比);蛋白上样量;封闭时间;孵育时间
阅读提示:Materials and methods: Western blot analysis
细胞活力检测
细胞接种密度;LPS处理时间;CCK-8孵育时间
阅读提示:Materials and methods: Cell viability assay
铁死亡诱导剂和抑制剂处理
Erastin和ML385的浓度及处理时间
阅读提示:Materials and methods: Cell culture and treatment