阴阳1在心肌梗死后心脏损伤和重塑中的保护作用

The Protective Role of Yin-Yang 1 in Cardiac Injury and Remodeling After Myocardial Infarction

作者信息Yu Huang, Liangpeng Li, Hongmei Chen, Qiao Liao, Xiaoli Yang, Dezhong Yang, Xuewei Xia, Hongyong Wang, Wei Eric Wang, Lianglong Chen, Chunyu Zeng
PMID34713723
发布时间2021-11
DOI10.1161/JAHA.121.021895

实验完整度

包含体内小鼠MI模型、体外NRVM缺氧模型、内皮细胞功能实验,并进行了凋亡、血管生成、纤维化及机制验证。

主要模型

C57BL/6J小鼠心肌梗死模型 新生大鼠心室肌细胞(NRVM) 人脐静脉内皮细胞(HUVEC)

重点核对

AAV9介导的YY1过表达或沉默的心脏内注射剂量为5×10^10 vg/只 心肌梗死模型制备:左前降支冠状动脉结扎,排除标准为术后24小时内死亡及术后1周心脏功能正常 缺氧处理NRVM的条件为1% O2,持续24小时 Akt抑制剂MK2206处理NRVM的浓度为3 μmol/L

摘要

背景 探索潜在的治疗靶点对于心肌梗死(MI)和梗死后心力衰竭具有重要意义。转录因子阴阳1(YY1)是凋亡和血管生成的重要调节因子,但其在心肌梗死中的作用尚不清楚。 方法与结果 评估了C57BL/6J小鼠心脏在心肌梗死后的YY1表达。通过腺相关病毒9注射实现了小鼠心脏中YY1的过表达或沉默。评估了存活率、心脏功能、疤痕大小,以及凋亡、血管生成、心脏纤维化、辅助性T细胞2型细胞因子产生和巨噬细胞极化。还研究了YY1对Akt磷酸化和血管内皮生长因子产生的影响。心脏中YY1的表达被心肌梗死显著刺激。YY1过表达改善了小鼠的存活率、心脏功能、疤痕大小和左心室容积,而YY1沉默则使其恶化。YY1减轻了梗死后心脏的凋亡和纤维化,促进了血管生成、辅助性T细胞2型细胞因子产生和M2巨噬细胞极化,还增强了内皮细胞的管形成和迁移能力。在YY1过表达的情况下,观察到Akt磷酸化增强,以及血管内皮生长因子水平升高。 结论 YY1通过抑制心肌细胞凋亡和促进血管生成来改善心肌梗死后的心脏损伤和重塑,这可能归因于Akt磷酸化的增强和随后的血管内皮生长因子上调。辅助性T细胞2型细胞因子产生增加和M2巨噬细胞极化也可能参与YY1的心脏保护作用。这些发现支持YY1作为心肌梗死治疗研究的潜在靶点。

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
转录因子YY1在心肌梗死(MI)中的作用及其机制尚不清楚。
核心机制
YY1通过增强Akt磷酸化及其下游VEGF产生,抑制心肌细胞凋亡、促进血管生成,并可能通过促进Th2细胞因子产生和M2巨噬细胞极化发挥心脏保护作用。
主要证据
在C57BL/6J小鼠MI模型中,YY1过表达改善生存率、心脏功能、疤痕大小和左心室容积,抑制凋亡和纤维化,促进血管生成;在NRVM和HUVEC中验证了YY1对凋亡、血管生成和Akt信号的影响。
研究意义
研究结果为探索YY1作为心肌梗死后心脏重塑的潜在治疗靶点提供了实验依据。

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

检测YY1在MI后的表达变化

明确YY1在心肌梗死后的表达是否发生变化。

通过Western blot检测C57BL/6J小鼠心脏在MI后不同时间点YY1蛋白表达;通过RT-qPCR和Western blot检测NRVM在缺氧条件下YY1的mRNA和蛋白表达。

2

评估YY1对MI后心脏重塑的影响

探索YY1过表达或沉默对MI后小鼠生存率、心脏功能和结构的影响。

通过心肌内注射AAV9-YY1或AAV9-shYY1调节YY1表达,4周后评估生存率、心脏重量与体重比、疤痕大小(Masson染色)和心脏功能(超声心动图)。

3

检测YY1对心肌细胞凋亡的影响

验证YY1是否抑制心肌细胞凋亡。

通过TUNEL染色和cleaved caspase-3蛋白水平检测梗死边界区心肌细胞凋亡,并在NRVM缺氧模型中验证。

4

评估YY1对血管生成的影响

检测YY1是否促进梗死心脏和内皮细胞的血管生成。

通过CD31免疫染色评估心肌血管密度;通过Matrigel管形成实验和迁移实验检测HUVEC的血管生成能力。

5

检测YY1对心肌纤维化的影响

观察YY1是否影响MI后心脏纤维化。

通过Masson三色染色评估梗死区和边界区纤维化面积百分比。

6

探索YY1作用的分子机制

阐明YY1是否通过Akt磷酸化和VEGF-A产生发挥心脏保护作用。

Western blot检测心脏和NRVM中Akt和磷酸化Akt水平;ELISA检测心肌和血清中VEGF-A水平;使用Akt抑制剂MK2206处理NRVM或HUVEC,观察VEGF-A水平、凋亡和血管生成的变化。

7

评估YY1对免疫反应的影响

考察YY1是否调节MI后Th2细胞因子和巨噬细胞极化。

RT-qPCR和Western blot检测GATA3、IL-4、IL-5、IL-13水平;免疫组化和Western blot检测M1/M2巨噬细胞标志物。

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----
胎牛血清----
胰蛋白酶Gibco--
纤连蛋白Millipore--
Millicell EZ 载玻片Millipore--
三气培养箱Thermo--
MK2206Sellect--
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
聚偏二氟乙烯膜Bio-Rad Laboratories--
YY1抗体Santa Cruzsc-7341
Akt抗体CST4685
磷酸化Akt (Ser473)抗体CST5012
cleaved caspase 3抗体CST9664
pan-caspase 3抗体CST9662
VEGF A抗体Proteintech66828-1-Ig
β-actin抗体SigmaZRB1312
二抗LI-COR Biosciences926-68072
二抗LI-COR Biosciences925-32213
Odyssey CLX成像系统LI-COR Biosciences--
TRIzol试剂Invitrogen--
RNeasy试剂盒Qiagen--
SYBR green预混液试剂盒----
CFX96多重实时荧光定量PCR系统Bio-Rad Laboratories--
PCR引物Sangon--
抗心肌肌钙蛋白I抗体InvitrogenMA1-22700
抗CD31抗体Abcamab182981
DAPI染色液Beyotime--
原位凋亡细胞检测试剂盒Roche--
Alexa Fluor 488偶联二抗InvitrogenA-21202
Alexa Fluor 546偶联二抗InvitrogenA10040
异氟烷----
啮齿动物呼吸机Harvard Apparatus--
布比卡因----
基质胶基底膜基质BD Biosciences--
小鼠VEGF-A Quantikine ELISA试剂盒R&D Systems--
分光光度计Thermo--
GE Vivid E9超声机GE Healthcare--
Masson三色染色试剂盒Solarbio--
Image J软件----
pAAV-CAG-EGFP载体----
pAAV-U6-spgRNA v2.0载体----
293T细胞----
pHelper质粒----
pRC质粒----

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
MI模型制备
小鼠品系、年龄、性别;麻醉方式;呼吸机参数;结扎位置和深度;排除标准。
阅读提示:Methods: MI Model and Intramyocardial Delivery of AAV9
AAV9注射
AAV9构建类型(AAV9-YY1、AAV9-shYY1、空载体对照);注射剂量(5×10^10 vg);注射体积(15 μL);注射位点(缺血区边缘)。
阅读提示:Methods: Production of Adeno-Associated Virus 9-YY1 and Adeno-Associated Virus 9-Short Hairpin RNA Against YY1
心脏功能评估
超声仪器;测量参数(EF、LVIDd);评估时间点。
阅读提示:Methods: Echocardiography Analysis
梗死面积和纤维化评估
切片厚度;染色方法;计算方式。
阅读提示:Methods: Infarct Size Determination
细胞实验
NRVM分离方法;HUVEC来源;缺氧条件;处理药物浓度和时间。
阅读提示:Methods: Isolation, Culturing, and Treatment of Neonatal Rat Ventricular Myocytes; Plasmid and Cell Transfection; In Vitro Angiogenesis Assay
凋亡检测
TUNEL染色试剂盒;阳性细胞计数方法。
阅读提示:Methods: Histology and Immunostaining
机制研究
Akt抑制剂MK2206浓度(3 μM);处理时间。
阅读提示:Methods: Isolation, Culturing, and Treatment of Neonatal Rat Ventricular Myocytes