毛蕊花糖苷通过Nrf2/HO-1通路改善小鼠肾脏缺血再灌注损伤的作用机制
Mechanism of Acteoside in Ameliorating Renal Ischemia-Reperfusion Injury in Mice via the Nrf2/HO-1 Pathway
摘要目的 探讨毛蕊花糖苷对缺血再灌注损伤(IRI)诱导急性肾损伤小鼠的保护作用及机制.方法(1)体内实验:将 56 只C57BL/6J雄性小鼠随机分为假手术组、假手术对照组(120 mg·kg-1 毛蕊花糖苷)、模型组、铁死亡抑制剂组(5 mg·kg-1 Fer-1)及毛蕊花糖苷低、中、高剂量组(30、60、120 mg·kg-1),每组 8 只.其中,假手术对照组及毛蕊花糖苷低、中、高剂量组在肾脏IRI手术前 3 d以及手术前 1 h分别腹腔注射对应剂量的毛蕊花糖苷;铁死亡抑制剂组仅在肾脏IRI手术前 1 h腹腔注射 5 mg·kg-1 Fer-1 溶液;假手术组、模型组腹腔注射等体积生理盐水.采用双侧肾蒂夹闭法诱导缺血 45 min后再灌注 24 h,复制肾脏IRI小鼠模型.检测小鼠血清肌酐(SCr)、尿素氮(BUN)及肾脏组织丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)及铁离子水平;采用HE染色法检测小鼠肾脏组织病理变化;RT-qPCR法检测肾脏组织肾损伤分子 1(KIM-1)、中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)、谷胱甘肽过氧化酶 4(GPX4)、铁转蛋白(CD71)mRNA 表达水平;Western Blot法检测肾脏组织中GPX4、xCT蛋白表达水平.(2)体外实验:以不同浓度Erastin(0.5、1.25、2.5、5、10、20 μmol·L-1)诱导小鼠肾小管上皮细胞(mRTECs)后,采用CCK-8 法检测细胞活性,采用Western Blot法检测细胞铁死亡相关蛋白GPX4、胱氨酸/谷氨酸逆向转运蛋白(xCT)表达水平,筛选出Erastin诱导细胞铁死亡的最佳浓度.采用CCK-8 法检测不同浓度毛蕊花糖苷(0、2.5、5、10、20、40、80 μmol·L-1)对mRTECs细胞的毒性,筛选出毛蕊花糖苷最佳干预浓度.采用 2.5 μmol·L-1 Erastin诱导mRTECs,并以 2.5、5、10 μmol·L-1毛蕊花糖苷以及 5 μmol·L-1 铁死亡抑制剂Fer-1 干预,共孵育 24 h后采用CCK-8 法检测细胞活力,采用Western Blot法检测细胞中核Nrf2、HO-1 蛋白表达水平.结果(1)体内实验:与假手术组比较,模型组小鼠的肾脏指数与SCr、BUN水平,以及肾脏组织KIM-1、NGAL mRNA表达水平均显著升高(P<0.01);肾小管刷状缘大部分脱落,肾小管扩张严重,可见蛋白管型和坏死组织,伴有炎性细胞浸润;肾脏组织MDA水平显著升高(P<0.01),GSH、SOD水平均显著降低(P<0.05,P<0.01),铁离子水平及CD71 mRNA表达水平均显著升高(P<0.05,P<0.01),GPX4 mRNA及GPX4、xCT蛋白表达水平均显著降低(P<0.05,P<0.01).与模型组比较,各给药组小鼠的SCr水平明显降低(P<0.05),毛蕊花糖苷中、高剂量组的肾脏指数显著降低(P<0.01),低、中剂量组的BUN水平及肾脏组织NGAL mRNA表达水平均显著降低(P<0.05,P<0.01),低、高剂量组的肾脏组织KIM-1 mRNA表达水平显著降低(P<0.05,P<0.01);各给药组小鼠肾小管上皮细胞排列整齐,坏死组织、蛋白管型和炎性细胞浸润减少,肾脏组织MDA水平显著降低(P<0.05,P<0.01),GSH、SOD水平均显著升高(P<0.01);毛蕊花糖苷高剂量组小鼠的肾脏组织铁离子水平显著降低(P<0.01),GPX4蛋白表达水平明显升高(P<0.05);毛蕊花糖苷各剂量组小鼠的肾脏组织GPX4 mRNA及xCT蛋白表达水平均显著升高(P<0.01),CD71 mRNA表达水平显著降低(P<0.01).(2)体外实验:以 2.5 μmol·L-1 Erastin作为最佳诱导浓度,以 2.5、5、10 μmol·L-1 毛蕊花糖苷作为最佳干预浓度.与空白对照组比较,Erastin模型组mRTECs的细胞活力及核Nrf2、HO-1、GPX4 蛋白表达水平均显著下降(P<0.01).与Erastin模型组比较,各给药组mRTECs的细胞活力及核Nrf2、GPX4 蛋白表达水平均显著升高(P<0.01),5、10 μmol·L-1 毛蕊花糖苷组mRTECs的HO-1 蛋白表达水平显著升高(P<0.01).结论 毛蕊花糖苷可以有效改善IRI诱导的急性肾损伤小鼠的肾脏组织病理损伤,其机制可能与激活Nrf2/HO-1 通路抑制铁死亡相关.
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