劉琳
作者單位:青海省心腦血管病專科醫(yī)院冠心病科,青海 西寧810000
缺血性心臟病是由冠狀動(dòng)脈循環(huán)功能或者器質(zhì)性的改變所導(dǎo)致的冠狀動(dòng)脈血流和心肌細(xì)胞需氧量之間失調(diào)而引起的心肌損傷[1],其中冠狀動(dòng)脈粥樣硬化引起的冠狀動(dòng)脈狹窄和閉塞是最常見的因素[2]。因此,緩解心肌缺血是目前臨床上最為有效的治療手段,但是會(huì)出現(xiàn)缺血/再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)損傷[3]。I/R損傷涉及鈣超載、氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡等多種機(jī)制[4],其中占主要作用的是氧化應(yīng)激損傷。因此,研究者們?cè)谂R床和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中針對(duì)I/R損傷的氧化應(yīng)激機(jī)制,做了大量研究,發(fā)現(xiàn)可通過使用具有抗氧化功效的藥物可以降低I/R損傷的發(fā)生概率,這些藥物包括白藜蘆醇、茶多酚、人參皂苷、東莨菪堿和維生素C、輔酶Q等[5]。木犀草素作為黃酮類化合物,具有多酚結(jié)構(gòu),存在于多種植物中,研究發(fā)現(xiàn)具有抗氧化、抗菌、抗腫瘤、抗炎等作用。已有研究發(fā)現(xiàn)木犀草素對(duì)糖尿病小鼠心肌損傷[6]、高糖誘導(dǎo)的心肌微血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷[7]、腦缺血再灌注損傷[8]等均具有明顯的改善效果,而木犀草素對(duì)心肌缺血再灌注損傷的研究相對(duì)較少,其中姚紅等人研究發(fā)現(xiàn)木犀草素對(duì)心肌細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用[9],但未從缺血再灌注和氧化應(yīng)激層面去闡釋保護(hù)機(jī)制。因此,本研究于2017年1月至2018年6月通過體外構(gòu)建H9c2心肌細(xì)胞缺氧-復(fù)氧損傷的模型,探討木犀草素對(duì)構(gòu)建的模型細(xì)胞株氧化應(yīng)激的影響及其作用機(jī)制,為木犀草素在臨床上應(yīng)用提供理論支持。
1.1材料木犀草素(72511)購于美國Sigma公司。H9c2心肌細(xì)胞(大鼠胚胎)購于中科院上海細(xì)胞庫。H-DMEM培養(yǎng)基購買于美國Gibco公司,胎牛血清(FBS)購于四季青公司,總谷胱甘肽(GSH)檢測(cè)試劑盒(A061-1)購于南京建成生物工程研究所,丙二醛(MDA)檢測(cè)試劑盒(S0131)、RIPA 裂解液(P0013C)、辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記山羊抗小鼠二抗(A0216)及HRP標(biāo)記山羊抗兔二抗(A0208)購于上海碧云天生物技術(shù)有限公司,實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qPCR)試劑盒(RR820A)、Trizol試劑(9109)、反轉(zhuǎn)錄PCR試劑盒(RR047A)購于寶生物工程(大連)有限公司,鼠抗Kelch樣ECH關(guān)聯(lián)蛋白1(Keap1)單克隆抗體(ab150654)、兔抗核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)單克隆抗體(ab62352,Abcam)購買自Abcam公司,8-羥基脫氧尿苷(8-OHdG)酶聯(lián)免疫吸附劑測(cè)定(ELISA)檢測(cè)試劑盒(上海酶聯(lián)生物科技有限公司,ml002198)。
1.2方法
1.2.1H9c2心肌細(xì)胞缺氧-復(fù)氧損傷造模的構(gòu)建及分組 模型的制備參照文獻(xiàn)[10]的方法操作:對(duì)照組細(xì)胞的培養(yǎng)條件是培養(yǎng)箱中二氧化碳的含量為5%,溫度為37℃;模型組細(xì)胞則先用含2-脫氧-D-葡萄糖(2-deoxy-D-glucose)10,4-羥乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)5,氯化鉀(KCl)12,氯化鎂(MgCl2)0.5,氯化鈉(NaCl)139,氯化鈣(CaCl2)1.3,乳酸20,且PH值為6.2的培養(yǎng)液(mmol/L)進(jìn)行培養(yǎng),溫度控制在37℃,且培養(yǎng)箱中通入100%氮?dú)猓ㄑ鯕猓?%),培養(yǎng)持續(xù)8 h后,更換為DMEM培養(yǎng)基(10%FBS),恢復(fù)正常的氧氣濃度,繼續(xù)培養(yǎng)24 h;木犀草素處理組的細(xì)胞分別用5 μM、10 μM、20 μM的木犀草素[母液溶解在二甲基亞砜(DMSO)中,DMSO終濃度為0.5%]預(yù)處理24 h,隨后進(jìn)行上述缺氧-復(fù)氧實(shí)驗(yàn);對(duì)照組和缺氧-復(fù)氧組均加入終濃度為0.5%的DMSO。
1.2.2MTT檢測(cè)木犀草素對(duì)缺氧-復(fù)氧損傷的H9c2的影響 利用胰酶消化處在對(duì)數(shù)生長期H9c2心肌細(xì)胞,制備成單細(xì)胞懸液,按照每孔4×105個(gè)細(xì)胞接種于6孔板中和每孔1.5×104個(gè)細(xì)胞接種于96孔板中,貼壁后,參考1.2.1項(xiàng),利用木犀草素進(jìn)行處理及缺氧-復(fù)氧損傷,處理結(jié)束,用倒置顯微鏡觀察6孔板中細(xì)胞形態(tài)的改變;加5 mg/mL的3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽(MTT)20 μL到96孔板的細(xì)胞中,正常環(huán)境培養(yǎng)4 h,棄去上清,加入150 μL DMSO室溫溶解MTT,于490 nm處在酶標(biāo)儀上測(cè)量光密度(OD)值,并計(jì)算各組細(xì)胞的增殖率。計(jì)算公式為:增殖率(%)=(OD實(shí)驗(yàn)組/OD對(duì)照組)×100%。
1.2.3流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)木犀草素對(duì)缺氧-復(fù)氧損傷的H9c2心肌細(xì)胞凋亡的影響 按照1.2.1項(xiàng)的操作對(duì)各組細(xì)胞進(jìn)行處理,處理結(jié)束后,分別收集各組細(xì)胞,用預(yù)冷磷酸緩沖鹽溶液(PBS)進(jìn)行洗滌,按照1×106/mL的細(xì)胞密度用1×結(jié)合緩沖液(Binding Buffer)重懸細(xì)胞,在離心管中加入100 μL的重懸細(xì)胞,然后分別加入5 μL膜聯(lián)蛋白V-異硫氰酸熒光素(AnnexinⅤ-FITC)及5 μL碘化丙啶(PI),混勻后,置于25℃避光的條件下孵育15 min,再加入400 μL的1×Binding Buffer,混勻后,用流式細(xì)胞儀檢測(cè)(此步驟需在1 h內(nèi)進(jìn)行)。
1.2.4蛋白質(zhì)印跡法(Western Blot)檢測(cè)木犀草素對(duì)缺氧-復(fù)氧損傷的H9c2細(xì)胞中B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)、Keap1、Nrf2蛋白含量的影響 按照1.2.1項(xiàng)下處理各組細(xì)胞后,利用RIPA裂解液提取各組細(xì)胞總蛋白,二喹啉甲酸(BCA)定量后,加入5×上樣緩沖液,煮沸5 min,-20℃保存。進(jìn)行十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE),具體流程為蛋白上樣電泳、條帶轉(zhuǎn)膜、封閉背景、加入一抗進(jìn)行孵育、加入二抗孵育、利用ECL發(fā)光液顯色、然后自動(dòng)曝光儀曝光,最后對(duì)條帶進(jìn)行拍照分析。
1.2.5qPCR檢測(cè)木犀草素對(duì)缺氧-復(fù)氧損傷的H9c2細(xì)胞中MDA、8-OHdG、GSH含量的影響 按照1.2.1項(xiàng)的步驟對(duì)各組細(xì)胞進(jìn)行處理后,在PBS緩沖液中研碎細(xì)胞,然后離心取上清棄雜質(zhì),按照試劑盒說明書中的檢測(cè)步驟對(duì)上清中MDA、8-OHdG、GSH含量進(jìn)行檢測(cè),其中TBA法檢測(cè)MDA、ELISA檢測(cè)8-OHdG,微量酶標(biāo)法檢測(cè)GSH。
1.2.6木犀草素對(duì)缺氧-復(fù)氧損傷的H9c2細(xì)胞中γ-谷氨酰半胱氨酸合酶(γ-GCS)、血紅素加氧酶(HO-1)、NAD(P)H醌氧化還原酶(NQO1)mRNA表達(dá)影響按照1.2.1項(xiàng)的步驟處理各組細(xì)胞后,利用Trizol法提取細(xì)胞總RNA,并用用RNase-free水溶解,按照反轉(zhuǎn)錄PCR試劑盒說明書合成cDNA,再按照qPCR試劑盒的步驟進(jìn)行qPCR,熒光定量反應(yīng)程序?yàn)椋侯A(yù)變性:95℃、10 min、1循環(huán)數(shù);擴(kuò)增:95℃、15 s,60℃、15 s,72 ℃、30 s、40循環(huán)數(shù)。用2-△△Ct表示基因相對(duì)表達(dá)量。引物序列如表1所示。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 21.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),以±s表示計(jì)量資料,采用單因素方差分析進(jìn)行多組間比較,采用LSD-t檢驗(yàn)進(jìn)行多組間的兩兩比較,以P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1木犀草素對(duì)缺氧-復(fù)氧損傷H9c2細(xì)胞的影響如圖1所示,兩組細(xì)胞的形態(tài)變化:對(duì)照組的細(xì)胞生長狀態(tài)良好,大部分呈梭形;而缺氧-復(fù)氧損傷的細(xì)胞大部分呈現(xiàn)不規(guī)則多角形,且懸浮、裂解、細(xì)胞碎片明顯增多,細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)細(xì)微顆粒物,表面粗糙,增殖率顯著下降[對(duì)照組:(100±0)%比缺氧-復(fù)氧組:(19.73±3.56)%,t=39.054,P=0.000];經(jīng)木犀草素處理后,再進(jìn)行缺氧-復(fù)氧損傷,發(fā)現(xiàn)隨著增加木犀草素的濃度,不規(guī)則細(xì)胞的數(shù)量,細(xì)胞中懸浮、裂解、細(xì)胞碎片均逐漸下降,增殖率逐漸增加,與缺氧-復(fù)氧損傷組相比,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[缺氧-復(fù)氧組:(19.73±3.56)%比5 μM木犀草素組:(39.45±4.38)%、10 μM木犀草素組:(66.11±5.69)%、20 μM木犀草素組:(94.38±10.18)%,t1=3.304,P=0.027;t2=6.831,P=0.002;t3=11.989,P=0.000](F=12.486,P=0.000)。
2.2木犀草素對(duì)缺氧-復(fù)氧損傷H9c2心肌細(xì)胞凋亡的影響如圖2所示,相比對(duì)照組細(xì)胞凋亡率(8.14±1.13)%,缺氧-復(fù)氧組細(xì)胞中早晚期凋亡細(xì)胞的比例明顯上升(72.37±6.98)%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=15.733,P=0.000);經(jīng)木犀草素處理后,再進(jìn)行缺氧-復(fù)氧損傷,發(fā)現(xiàn)與缺氧-復(fù)氧組細(xì)胞凋亡相比,隨木犀草素濃度的增加,實(shí)驗(yàn)組早晚期細(xì)胞凋亡比例逐漸減少[(65.45±5.14)%、(41.38±4.32)%、(29.67±5.67)%],其中10 μM和20 μM木犀草素組細(xì)胞凋亡顯著減少(t1=6.539,P=0.003;t2=8.224,P=0.001)(F=8.863,P=0.000)。
2.3木犀草素對(duì)缺氧-復(fù)氧損傷的H9c2細(xì)胞中Bax、Bcl-2蛋白含量的影響如圖3所示,相比對(duì)照組,缺氧-復(fù)氧組細(xì)胞中Bax蛋白表達(dá)量增加顯著(t=11.079,P=0.000),Bcl-2蛋白含量顯著減少(t=9.608,P=0.001);經(jīng)木犀草素處理后,再進(jìn)行缺氧-復(fù)氧損傷,發(fā)現(xiàn)與缺氧-復(fù)氧組細(xì)胞相比,隨木犀草素濃度的增加,實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞中Bax蛋白含量逐漸下降,而Bcl-2蛋白含量則逐漸上升,其中10 μM和20μM木犀草素處理組中的細(xì)胞Bax和Bcl-2蛋白變化均差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Bax:t1=4.979,P=0.008;t2=10.224,P=0.001;Bcl-2:t1=6.124,P=0.004;t2=8.386,P=0.001)。見表2。
表2 木犀草素對(duì)H9c2細(xì)胞中B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)蛋白含量的半定量統(tǒng)計(jì)/±s
表2 木犀草素對(duì)H9c2細(xì)胞中B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)蛋白含量的半定量統(tǒng)計(jì)/±s
注:與對(duì)照組相比,aP<0.05;與缺氧-復(fù)氧組相比,bP<0.05
組別對(duì)照組缺氧-復(fù)氧組5 μM木犀草素組10 μM木犀草素組20 μM木犀草素組F值P值Bax相對(duì)表達(dá)量0.38±0.04 1.01±0.09a 0.83±0.05 0.71±0.06b 0.45±0.03b 11.346 0.000重復(fù)次數(shù)3 3 3 3 3 Bcl-2相對(duì)表達(dá)量0.83±0.06 0.43±0.04a 0.47±0.05 0.63±0.04b 0.74±0.05b 8.674 0.000
2.4木犀草素對(duì)缺氧-復(fù)氧損傷的H9c2細(xì)胞中MDA、8-OHdG、GSH含量的影響如表3所示,相比對(duì)照組,MDA、8-OHdG含量在缺氧-復(fù)氧組細(xì)胞中顯著增加(MDA:t=17.054,P=0.000;8-OHdG:t=7.691,P=0.002),GSH含量顯著減少(t=12.389,P=0.000);經(jīng)木犀草素處理后,再進(jìn)行缺氧-復(fù)氧損傷,發(fā)現(xiàn)與缺氧-復(fù)氧組細(xì)胞相比,隨木犀草素濃度的增加,實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞中MDA、8-OHdG含量逐漸減少,GSH含量逐漸增加,其中5 μM、10 μM和20 μM木犀草素組細(xì)胞中MDA、8-OHdG和10 μM和20 μM木犀草素組細(xì)胞中GSH含量變化均差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(MDA:t1=5.879,P=0.004;t2=11.748,P=0.000;t3=15.062,P=0.000;8-OHdG:t1=3.778,P=0.019;t2=6.054,P=0.004;t3=7.850,P=0.001;GSH:t1=6.326,P=0.003;t2=8.395,P=0.001)。
表3 木犀草素對(duì)H9c2細(xì)胞中丙二醛(MDA)、8-羥基脫氧鳥苷(8-OHdG)、谷胱甘肽(GSH)含量的影響/±s
表3 木犀草素對(duì)H9c2細(xì)胞中丙二醛(MDA)、8-羥基脫氧鳥苷(8-OHdG)、谷胱甘肽(GSH)含量的影響/±s
注:與對(duì)照組相比,aP<0.05;與缺氧-復(fù)氧組相比,bP<0.05
重復(fù)次數(shù)33333組別對(duì)照組缺氧-復(fù)氧組5 μM木犀草素組10 μM木犀草素組20 μM木犀草素組F值P值MDA/(nmol/mg)0.45±0.05 1.73±0.12a 1.12±0.11b 0.82±0.06b 0.63±0.04b 6.789 0.001 8-OHdG/(ng/L)183.81±20.68 316.37±21.53a 253.26±19.33b 211.45±20.98b 189.15±18.01b 14.342 0.000 GSH/(nmol/mg)193.98±12.38 88.59±7.99a 107.96±15.66 142.19±12.31b 178.67±16.78b 7.658 0.001
2.5木犀草素對(duì)缺氧-復(fù)氧損傷的H9c2細(xì)胞中γ-GCS、HO-1、NQO1 mRNA表達(dá)的影響如圖4所示,相比對(duì)照組,γ-GCS、HO-1、NQO1 mRNA在缺氧-復(fù)氧組細(xì)胞中表達(dá)量均顯著下降(γ-GCS:t=8.165,P=0.001;HO-1:t=40.836,P=0.000;NQO1:t=21.218,P=0.000);經(jīng)木犀草素處理后,再進(jìn)行缺氧-復(fù)氧損傷,發(fā)現(xiàn)與缺氧-復(fù)氧組細(xì)胞相比,隨木犀草素濃度的增加,實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞中γ-GCS、HO-1、NQO1 mRNA表達(dá)逐漸增加,其中10 μM和20 μM木犀草素組細(xì)胞中γ-GCS以及5 μM、10 μM和20 μM木犀草素組細(xì)胞中HO-1、NQO1 mRNA變化均差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(γ-GCS:t1=3.149,P=0.035;t2=4.649,P=0.010;HO-1:t1=5.945,P=0.004;t2=9.624,P=0.001;t3=9.126,P=0.001;NQO1:t1=5.284,P=0.006;t2=6.003,P=0.004;t3=8.764,P=0.001)。見表4。
表4 木犀草素對(duì)H9c2細(xì)胞中γ-谷氨酰半胱氨酸合酶(γ-GCS)、血紅素加氧酶(HO-1)、NAD(P)H醌氧化還原酶(NQO1)mRNA表達(dá)影響/±s
表4 木犀草素對(duì)H9c2細(xì)胞中γ-谷氨酰半胱氨酸合酶(γ-GCS)、血紅素加氧酶(HO-1)、NAD(P)H醌氧化還原酶(NQO1)mRNA表達(dá)影響/±s
注:與對(duì)照組相比,aP<0.05;與缺氧-復(fù)氧組相比,bP<0.05
組別對(duì)照組缺氧-復(fù)氧組5 μM木犀草素組10 μM木犀草素組20 μM木犀草素組F值P值NQO1 mRNA 1.00±0.00 0.51±0.04a 0.73±0.06b 0.82±0.08b 1.15±0.12b 7.322 0.000重復(fù)次數(shù)33333 γ-GCS mRNA 1.00±0.00 0.67±0.07a 0.73±0.08b 0.85±0.07b 1.02±0.11b 3.243 0.003 HO-1 mRNA 1.00±0.00 0.41±0.03a 0.63±0.06b 0.82±0.07b 0.95±0.10b 5.786 0.002
2.6木犀草素對(duì)缺氧-復(fù)氧損傷的H9c2細(xì)胞中Keap1、Nrf2蛋白含量的影響如圖5所示,與對(duì)照組相比,缺氧-復(fù)氧組細(xì)胞中Keap1蛋白含量有所減少(t=2.976,P=0.04),Nrf2蛋白含量有所升高(t=5.644,P=0.005);經(jīng)木犀草素處理后,再進(jìn)行缺氧-復(fù)氧損傷,發(fā)現(xiàn)與缺氧-復(fù)氧組細(xì)胞相比,隨木犀草素濃度的增加,實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞中Keap1蛋白含量逐漸更加減少,Nrf2蛋白含量逐漸更加升高,其中10μM和20μM木犀草素組細(xì)胞中Keap1和Nrf2蛋白變化均差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Keap1:t1=17.041,P=0.000;t2=23.945,P=0.000;Nrf2:t1=4.631,P=0.010;t2=6.426,P=0.003)。見表5。
圖5 木犀草素對(duì)H9c2細(xì)胞中核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)、Kelch樣ECH關(guān)聯(lián)蛋白1(Keap1)蛋白含量的影響(蛋白質(zhì)印跡法條帶)
表5 木犀草素對(duì)H9c2細(xì)胞中核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)、Kelch樣ECH關(guān)聯(lián)蛋白1(Keap1)蛋白含量的半定量統(tǒng)計(jì)/± s
表5 木犀草素對(duì)H9c2細(xì)胞中核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)、Kelch樣ECH關(guān)聯(lián)蛋白1(Keap1)蛋白含量的半定量統(tǒng)計(jì)/± s
注:與對(duì)照組相比,aP<0.05;與缺氧-復(fù)氧組相比,bP<0.05
組別對(duì)照組缺氧-復(fù)氧組5 μM木犀草素組10 μM木犀草素組20 μM木犀草素組F值P值Keap1相對(duì)表達(dá)量0.83±0.045 0.72±0.04a 0.61±0.05 0.28±0.02b 0.15±0.01b 5.634 0.003重復(fù)次數(shù)33333 Nrf2相對(duì)表達(dá)量0.43±0.031 0.62±0.05a 0.73±0.045 0.85±0.07b 0.97±0.08b 4.333 0.002
缺血再灌注可引起心肌損傷,主要原因在于缺氧-復(fù)氧引起的氧化應(yīng)激與線粒體代謝障礙之間的協(xié)同作用導(dǎo)致心肌發(fā)生炎癥、心肌細(xì)胞凋亡[11-12]。目前抗氧化藥物的應(yīng)用在基礎(chǔ)和臨床研究中表現(xiàn)出對(duì)缺血再灌注心肌損傷良好的保護(hù)效果。木犀草素是天然的抗氧化劑,可利用這一特點(diǎn)對(duì)多種疾病的預(yù)防及發(fā)生發(fā)展起到保護(hù)作用[13-16]。因此,本研究在體外缺氧-復(fù)氧培養(yǎng)H9c2心肌細(xì)胞模擬缺血再灌注,通過檢測(cè)直接缺氧-復(fù)氧培養(yǎng)和先木犀草素再缺氧-復(fù)氧培養(yǎng)的H9c2細(xì)胞的損傷凋亡情況及其氧化應(yīng)激水平的變化,進(jìn)一步在氧化應(yīng)激損傷心肌細(xì)胞的層面探索了木犀草素對(duì)缺血再灌注損害的心肌細(xì)胞的保護(hù)作用。
心肌細(xì)胞凋亡是缺血再灌注對(duì)心肌細(xì)胞最直觀和最終的損傷。缺血再灌注引起的種種代謝變化最后都會(huì)引起心肌細(xì)胞的凋亡進(jìn)而導(dǎo)致心肌損傷。細(xì)胞核內(nèi)的凋亡基因Bcl-2/Bax、Bcl-xL、Fas/Fas-L等在缺血缺氧的刺激下進(jìn)行高表達(dá),迅速啟動(dòng)細(xì)胞凋亡程序,加重細(xì)胞的凋亡[17-18]。有研究顯示,細(xì)胞凋亡在心肌缺血再灌注損傷的發(fā)生過程中會(huì)損傷心肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能損害,因此可用于部分藥物干預(yù)治療心肌缺血再灌注損傷的靶點(diǎn)[19-20]。在本研究中,我們發(fā)現(xiàn)在缺氧-復(fù)氧心肌細(xì)胞中Bax蛋白的表達(dá)量的降低和Bcl-2蛋的白表達(dá)量的增加對(duì)木犀草素具有濃度依賴性,因此木犀草素可抑制缺氧-復(fù)氧造成的心肌細(xì)胞凋亡,而在心肌細(xì)胞形態(tài)觀察和流式檢測(cè)的結(jié)果中均直觀證實(shí)這一抑制凋亡的作用。研究表明,缺血期間心肌細(xì)胞內(nèi)氧自由基大量增加和鈣離子超載是缺血的心肌再灌注后啟動(dòng)凋亡程序的原因[21-22],首先細(xì)胞膜中的不飽和脂肪酸被大量增加的氧自由基攻擊,引起細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化及膜脂質(zhì)微環(huán)境的改變,因此引發(fā)細(xì)胞膜功能和結(jié)構(gòu)的障礙,細(xì)胞膜通透性增加,流動(dòng)性降低,進(jìn)而損傷整個(gè)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能,最終導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡;其次細(xì)胞內(nèi)的核糖核酸也會(huì)被氧自由基氧化損傷,導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡。在實(shí)驗(yàn)中MDA和8-OHdG分別作為脂質(zhì)過氧化和DNA過氧化的標(biāo)志物,在本研究中顯示木犀草素可以抑制因缺氧-復(fù)氧引起胞中MDA和8-OHdG濃度,這一抑制作用具有濃度依賴性,提示木犀草素可保護(hù)缺氧-復(fù)氧心肌細(xì)胞中脂質(zhì)和DNA免受過氧化損傷。
在正常心肌細(xì)胞內(nèi)存在整套抗氧自由基酶系統(tǒng)和天然抗氧化劑,可使體內(nèi)產(chǎn)生的氧自由基被不斷消除,并維持在低水平狀態(tài),使心肌細(xì)胞免受損害。過氧化氫酶(CAT)、血紅素氧合酶1(HO-1)、超氧化物歧化酶(SOD)、人醌氧化還原酶1(NQO-1)谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)、等都屬于抗氧自由基酶,輔酶Q10、VitC、VitE、VitA、谷胱甘肽(GSH)等屬于天然抗氧化劑。在發(fā)生急性心肌缺血時(shí),體內(nèi)常規(guī)消除氧自由基的酶活性受到了抑制,在進(jìn)行再灌注時(shí),有大量酶被帶走,因此不能正常發(fā)揮清除作用,導(dǎo)致氧自由基含量增加。本研究結(jié)果顯示,在由缺氧-復(fù)氧損傷心肌細(xì)胞中,木犀草素可濃度依賴的提高胞中降低的GSH含量以及增加γ-GCS、HO-1、NQO1 mRNA的表達(dá)量,說明木犀草素可有效地改善心肌細(xì)胞內(nèi)抗氧化系統(tǒng),進(jìn)而保護(hù)心肌細(xì)胞免受缺氧-復(fù)氧造成的過氧化損傷。
近年研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞內(nèi)抗氧化應(yīng)激發(fā)揮關(guān)鍵作用的通路是Nrf2-抗氧化響應(yīng)元件(ARE)信號(hào)通路,其可以通過調(diào)控細(xì)胞抗氧化酶系和Ⅱ相解毒酶清除氧自由基等有害物質(zhì),發(fā)揮中和解讀的作用[23]。在激活Nrf2-ARE信號(hào)通路后,可誘導(dǎo)大量保護(hù)性基因NQO1、HO-1、γ-GCS等進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,抵御外界刺激對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的氧化應(yīng)激損傷[24]。在正常狀況下,Keap1與Nrf2相結(jié)合,促進(jìn)Nrf2泛素化降解,抑制Nrf2進(jìn)核。在氧化應(yīng)激狀態(tài)下Keap1與Nrf2解離,Nrf2激活進(jìn)入細(xì)胞核,啟動(dòng)下游Ⅱ相解毒酶等一系列保護(hù)性基因的轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá),增強(qiáng)細(xì)胞的抗氧化能力[25]。本研究發(fā)現(xiàn)缺氧-復(fù)氧可是減少心肌細(xì)胞內(nèi)Keap1蛋白含量,增加Nrf2蛋白的含量,說明Nrf2-ARE信號(hào)通路被氧化應(yīng)激激活,同時(shí)木犀草素可濃度依賴的降低心肌細(xì)胞內(nèi)Keap1蛋白的含量,增加Nrf2蛋白的含量,這說明在缺氧-復(fù)氧損傷的心肌細(xì)胞中,木犀草素可激活Nrf2-ARE信號(hào)通路來保護(hù)心肌細(xì)胞。
綜上所述,木犀草素可抑制由缺氧-復(fù)氧導(dǎo)致的心肌細(xì)胞凋亡,保護(hù)心肌細(xì)胞免受缺氧-復(fù)氧損傷。一方面木犀草素通過激活細(xì)胞內(nèi)抗氧化應(yīng)激的關(guān)鍵信號(hào)通過Nrf2-ARE通路,促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)抗氧自由基酶的表達(dá),降低損傷細(xì)胞的氧化應(yīng)激水平,保護(hù)缺氧-復(fù)氧損傷的心肌細(xì)胞。但是本研究僅局限于木犀草素的抗氧化性,探索其在氧化應(yīng)激水平的分子機(jī)制,而木犀草素的其他藥理特性是否參與保護(hù)心肌細(xì)胞免受缺氧-復(fù)氧損傷還未可知,需后續(xù)進(jìn)行研究。
(本文圖1~4見插圖6-2)
圖1 木犀草素對(duì)缺氧-復(fù)氧損傷的H9c2的影響(×100):A為對(duì)照組;B為缺氧-復(fù)氧組;C為5 μM木犀草素組;D為10 μM木犀草素組;E為20 μM木犀草素組
圖2 木犀草素對(duì)H9c2細(xì)胞凋亡的影響:A為對(duì)照組;B為缺氧-復(fù)氧組;C為5 μM木犀草素組;D為10 μM木犀草素組;E為20 μM木犀草素組
圖3 木犀草素對(duì)H9c2細(xì)胞中B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)蛋白含量的影響(蛋白質(zhì)印跡法條帶)
圖4 木犀草素對(duì)H9c2細(xì)胞中γ-谷氨酰半胱氨酸合酶(圖4A)、血紅素加氧酶(圖4B)、NAD(P)H醌氧化還原酶(圖4C)mRNA表達(dá)影響(溶解曲線圖)