甘蔗叶多糖通过坏死性凋亡对心血管疾病发挥治疗作用。

Sugarcane leaf polysaccharide exerts a therapeutic effect on cardiovascular diseases through necroptosis.

作者信息Kaili Sun, Renyikun Yuan, Jia He, Youqiong Zhuo, Ming Yang, Erwei Hao, Xiaotao Hou, Chun Yao, Shilin Yang, Hongwei Gao
PMID38027563
期刊Heliyon
发布时间2023-11-04
DOI10.1016/j.heliyon.2023.e21889

实验完整度

包含体外细胞实验(H9c2)和体内大鼠模型,分别验证了SLP对氧化应激、坏死性凋亡的功能和机制作用。

主要模型

H9c2 细胞系 Sprague Dawley 大鼠心肌缺血再灌注模型

重点核对

SLP 浓度: 25, 50, 100 μg/mL TBHP 浓度: 100 μM SLP 预处理时间: 3 h, TBHP 处理时间: 8 h 大鼠分组: 假手术组、MI/R组、SLP低剂量组(10 mg/kg)、SLP高剂量组(20 mg/kg)、维拉帕米阳性对照组(20 mg/kg) 药物给药方式: 灌胃,每日一次,持续1周

摘要

背景 坏死性凋亡是一种新型的程序性细胞死亡形式,其坏死形态特征为细胞肿胀、质膜破裂和细胞器功能障碍,在心血管疾病中经常观察到。甘蔗叶多糖(SLP)是甘蔗叶中存在的主要成分,具有心血管保护作用。然而,SLP对心肌缺血再灌注(MI/R)的积极作用及其潜在机制尚未被探索。 目的 本研究在体外和体内条件下研究了SLP对MI/R损伤的保护作用。 方法 使用叔丁基过氧化氢(TBHP)刺激的H9c2细胞进行体外实验,并使用Sprague Dawley大鼠进行体内实验,评估SLP对MI/R损伤的保护作用。 结果 在体外,SLP通过抑制坏死性凋亡和氧化应激显著逆转了TBHP诱导的H9c2细胞死亡。SLP通过Nrf2/HO-1通路发挥抗氧化活性。SLP通过降低TBHP刺激的H9c2细胞中RIP1、RIP3和MLKL的磷酸化来抑制坏死性凋亡。在体内,SLP通过减少心肌梗死面积、增加髓过氧化物酶和超氧化物歧化酶水平、降低丙二醛、白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α水平来减轻MI/R损伤。

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
SLP是否对心肌缺血再灌注损伤具有保护作用,其潜在机制是什么?
核心机制
SLP通过激活Nrf2/HO-1信号通路减轻氧化应激,并通过抑制RIP1/RIP3/MLKL信号通路抑制坏死性凋亡,从而发挥心肌保护作用。
主要证据
体外实验中,SLP显著逆转TBHP诱导的H9c2细胞死亡,降低活性氧水平,恢复线粒体膜电位,增强Nrf2、HO-1、NQO-1表达并促进Nrf2核转位,降低RIP1、RIP3、MLKL磷酸化;体内实验中,SLP减少心肌梗死面积,改善心肌组织病理损伤,提高SOD活性,降低MDA和MPO水平及TNF-α和IL-6水平,并抑制RIP1、RIP3、MLKL磷酸化。
研究意义
研究提示氧化应激和坏死性凋亡可能成为心血管疾病研究的新焦点,SLP在心血管保护中发挥重要作用,有潜力被开发为治疗心血管疾病的新药。

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

体外细胞损伤模型建立

模拟心肌缺血再灌注损伤,评估SLP的细胞保护作用。

使用TBHP刺激H9c2细胞建立氧化应激损伤模型,检测细胞活力和LDH释放。

2

氧化应激和线粒体功能检测

验证SLP对TBHP诱导的氧化应激和线粒体功能障碍的影响。

通过流式细胞术检测ROS水平,通过JC-1染色检测线粒体膜电位。

3

抗氧化通路机制验证

探索SLP减轻氧化应激的分子机制。

通过Western blot检测Nrf2、HO-1、NQO-1蛋白表达,并通过Western blot和免疫荧光检测Nrf2核转位。

4

坏死性凋亡通路机制验证

探索SLP抑制细胞坏死性凋亡的分子机制。

通过Western blot检测RIP1、RIP3、MLKL及其磷酸化水平。

5

体内大鼠MI/R模型建立与治疗

评估SLP对MI/R损伤的保护作用。

通过结扎左前降支冠状动脉30分钟后再灌注2小时建立SD大鼠MI/R模型,分组给予SLP或维拉帕米预处理1周,然后检测心脏功能、梗死面积、组织病理和生化指标。

6

体内氧化应激和炎症指标检测

验证SLP对MI/R诱导的氧化应激和炎症反应的影响。

测定心肌组织中SOD、MDA、MPO活性及TNF-α、IL-6水平。

7

体内机制验证

验证SLP在体内对Nrf2/HO-1和RIP1/RIP3/MLKL信号通路的影响。

通过Western blot检测心肌组织中Nrf2、HO-1、NQO-1蛋白表达及RIP1、RIP3、MLKL磷酸化水平。

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。

验证分子表达变化
验证氧化应激与线粒体功能
检测生化指标

产品清单

实验环节名称品牌货号
(±)-盐酸维拉帕米Shanghai Macklin Biochemical Technology Co., Ltd--
DMEM培养基Gibco Laboratories--
胎牛血清Gibco Laboratories--
MTT试剂Sigma-Aldrich--
2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯Sigma-Aldrich--
LDH检测试剂盒Beyotime--
JC-1染料----
白细胞介素-6 ELISA试剂盒Neobioscience technology--
肿瘤坏死因子-α ELISA试剂盒Neobioscience technology--
超氧化物歧化酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
丙二醛检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
髓过氧化物酶检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
BCA蛋白检测试剂盒Thermo Fisher Scientific--
p-RIP1抗体Affinity BiosciencesAF7088
RIP1抗体Affinity BiosciencesAF7877
p-RIP3抗体Affinity BiosciencesAF7443
RIP3抗体Affinity BiosciencesAF7942
p-MLKL抗体Affinity BiosciencesAF7420
GAPDH抗体Affinity BiosciencesAF7021
HO-1抗体Cell Signaling Technology70081
二抗Cell Signaling Technology7074
Nrf2抗体Abcamab137550
NQO1抗体Abcamab80588
MLKL抗体Abcamab196436
Nrf2抗体Abcamab137550
二抗 (AlexaFluor 488)----
Hoechst 33342染料----
水合氯醛----
依文思蓝----
TTC----
BL-420N生物信号采集与分析系统Chengdu--
青霉素/链霉素----
酶标仪BioTek--
光学显微镜UOPDSZ5000X
PVDF膜Millipore--
ChemiDoc™ MP成像系统Bio-Rad--
GraphPad Prism 6.0----

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
细胞培养与损伤模型
H9c2细胞来源;培养基成分;细胞接种密度;TBHP浓度和处理时间;SLP浓度和预处理时间
阅读提示:Methods 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, Figure 1 图注
氧化应激与线粒体功能检测
ROS检测探针浓度和孵育时间;MMP检测JC-1浓度和孵育时间
阅读提示:Methods 2.6, 2.7, Figure 2 图注
体外机制验证
SLP处理浓度和时间;TBHP浓度和时间;Western blot抗体稀释比例;免疫荧光抗体稀释比例
阅读提示:Methods 2.8, 2.15, Figure 3, 4, 5 图注
动物模型建立
大鼠品系、性别、体重;麻醉方式;缺血时间和再灌注时间;结扎位置
阅读提示:Methods 2.10, Figure 6 图注
动物分组与给药
SLP剂量;维拉帕米剂量;给药方式;给药时长;各组处理
阅读提示:Methods 2.11
体内生化指标检测
检测试剂盒品牌;样本处理;样品量
阅读提示:Methods 2.14, Figure 7 图注
体内机制验证
心肌组织处理;Western blot检测蛋白
阅读提示:Methods 2.15, Figure 8, 9 图注