陳紅英,冀雅靜,吳 丹,吳 瑤,蔣 維
(四川大學(xué)華西醫(yī)院1.公共實(shí)驗(yàn)技術(shù)中心、2.分子醫(yī)學(xué)研究中心,四川成都 610041)
白藜蘆醇對(duì)于小鼠敗血癥休克的保護(hù)作用及其作用機(jī)制的研究
陳紅英1,2,冀雅靜2,吳 丹2,吳 瑤2,蔣 維2
(四川大學(xué)華西醫(yī)院1.公共實(shí)驗(yàn)技術(shù)中心、2.分子醫(yī)學(xué)研究中心,四川成都 610041)
中國(guó)圖書分類號(hào):R-332;R284.1;R329.24;R631.402.2
摘要:目的 從動(dòng)物休克模型和細(xì)胞水平上研究白藜蘆醇(resveratrol,Res)對(duì)敗血癥的調(diào)節(jié)作用及其分子藥理學(xué)作用機(jī)制。方法 通過(guò)建立小鼠盲腸結(jié)扎穿孔誘導(dǎo)的敗血癥休克模型(CLP),研究白藜蘆醇給藥后的小鼠的存活率。然后利用體外培養(yǎng)的心肌細(xì)胞建立LPS損傷模型,采用反轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR)、Real-time PCR檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)源性TNF-α、SIRT1等的mRNA的表達(dá)水平,Western blot分析NF-κB重要亞基的蛋白表達(dá)水平。結(jié)果 與單純休克模型組相比較,腹腔注射白藜蘆醇(1和5 mg·kg-1·d-1)治療明顯增加敗血癥休克小鼠的存活率;白藜蘆醇處理明顯促進(jìn)SIRT1、SIRT6和SIRT7的mRNA表達(dá),抑制LPS誘導(dǎo)的NF-κB核轉(zhuǎn)位。結(jié)論 適當(dāng)劑量的白藜蘆醇可能通過(guò)上調(diào)SIRT家族成員,并抑制NF-κB炎癥反應(yīng)通路,對(duì)敗血癥休克具有潛在的藥理學(xué)保護(hù)作用。
關(guān)鍵詞:敗血癥;LPS;白藜蘆醇;SIRTs;NF-κB;TNF-α
網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2015-8-10 14:37 網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20150810.1437.008.html
敗血癥是導(dǎo)致重病患者死亡的重要原因,近年來(lái),臨床敗血癥的發(fā)生率仍有繼續(xù)上升的趨勢(shì)[1]。脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是革蘭陰性菌的細(xì)胞壁糖脂成分,感染時(shí)釋放的LPS作為一種潛在的信號(hào)分子,可以誘導(dǎo)系統(tǒng)性炎癥反應(yīng),進(jìn)而導(dǎo)致敗血癥性休克和死亡。敗血癥急性反應(yīng)階段的特征是發(fā)熱,白細(xì)胞增多,血小板減少,血管通透性發(fā)生變化,代謝反應(yīng)變化,還有器官功能性障礙。目前,探討敗血癥的病理生理學(xué)基礎(chǔ),以期開發(fā)新的治療方案是該疾病的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
白藜蘆醇(resveratrol,Res)是一種葡萄、梅子、花生和紅酒中常見(jiàn)的具有抗氧化和抗炎癥作用的天然多酚[2]。白藜蘆醇被廣泛用于消炎、抗腫瘤、抗衰老等不同方向的研究[3-4],其抗炎作用可能與其降低脂質(zhì)過(guò)氧化、提高M(jìn)DA指數(shù)等有關(guān)。Bishayee等[5]研究發(fā)現(xiàn),其在抗肝癌中具有明顯的抗炎癥作用,幾乎可以抑制LPS引起的不良反應(yīng)。最新研究認(rèn)為,白藜蘆醇是Sirtuin家族成員蛋白的激動(dòng)劑,但白藜蘆醇抗炎癥的具體作用機(jī)制并未闡明,其抗感染性休克的研究亦未見(jiàn)報(bào)道。
哺乳動(dòng)物Sirtuin基因家族,是酵母Sir2(silen-cing information regulator)基因的類似物,具有煙酰胺腺苷酸核酸(nicotimide adenosine dinucleotide,NAD)依賴的組蛋白/非組蛋白脫乙?;富钚约岸姿嵯佘眨╝denosine diphosphate,ADP)核糖轉(zhuǎn)移酶活性,與許多細(xì)胞功能密切相關(guān)。Sirtuin家族成員參與調(diào)節(jié)敗血癥過(guò)程中的免疫細(xì)胞或其他細(xì)胞的能量代謝過(guò)程,如SIRT1本身具有多樣的非細(xì)胞核作用,這些作用直接參與炎癥反應(yīng)的調(diào)控。SIRT1增強(qiáng)作為能源替代途徑的自噬過(guò)程、改變晝夜節(jié)律、提高內(nèi)源性抗氧化物質(zhì)的生成、促進(jìn)線粒體的生物合成,這些都利于細(xì)胞產(chǎn)生內(nèi)毒素耐受。SIRT2也表現(xiàn)出抗炎作用[6]。SIRT6也像SIRT1一樣,可以和核因子κB(nuclear factor of kappa B,NF-κB)的主要亞基RelA/p65相結(jié)合并使其失活,也可以抑制急性炎癥反應(yīng)的THP-1細(xì)胞中的TNF-α表達(dá),可能具有與SIRT1類似的抗炎作用。這些研究表明Sirtuin家族成員可能在多種細(xì)胞類型中通過(guò)不同的空間和時(shí)間調(diào)節(jié)過(guò)程將能量代謝和炎癥聯(lián)系起來(lái)[7]。
NF-κB蛋白是在固定免疫反應(yīng)和炎癥因子基因表達(dá)調(diào)控中發(fā)揮重要作用的轉(zhuǎn)錄因子。炎癥刺激引起的NF-κB由細(xì)胞質(zhì)向細(xì)胞核的轉(zhuǎn)位級(jí)聯(lián)反應(yīng),也是心肌細(xì)胞炎癥過(guò)程所特有的。心肌細(xì)胞暴露于LPS、細(xì)胞因子、活性氧或缺血/再灌等因素的刺激下,激活I(lǐng)KK介導(dǎo)的IκBα的磷酸化,導(dǎo)致其自身降解,誘導(dǎo)p65/p50二聚體由胞質(zhì)向胞核轉(zhuǎn)位。
已有研究表明,白藜蘆醇是一種Sirtuin家族成員的非特異性激動(dòng)劑,可通過(guò)去乙?;饔靡种芅F-κB的轉(zhuǎn)錄活性[8]。本研究建立敗血癥動(dòng)物休克模型和LPS誘導(dǎo)的H9c2細(xì)胞炎癥模型,研究白藜蘆醇的抗感染性休克作用,并進(jìn)一步闡明白藜蘆醇
通過(guò)調(diào)控Sirtuin家族成員與核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB之間的相互作用,進(jìn)而調(diào)控下游的炎癥因子的轉(zhuǎn)錄,從而實(shí)現(xiàn)抗炎作用的機(jī)制,為感染性休克疾病的治療提供新的理論基礎(chǔ)及治療策略。
1.1主要試劑 白藜蘆醇(純度99.5%)購(gòu)于上海源葉生物科技有限公司,LPS購(gòu)自Sigma公司,TR-Izol試劑購(gòu)于Invitrogen公司,反轉(zhuǎn)錄酶M-MLV Re-verse Transcriptase購(gòu)自Promega公司,反轉(zhuǎn)錄PCR 與Real-time PCR試劑盒購(gòu)自TaKaRa,NF-κB一抗購(gòu)自Cell Signaling Technology公司,Histone一抗購(gòu)自Santa Cruz公司。
1.2實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 C57小鼠30只購(gòu)自四川大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,8周齡,♂,置于符合標(biāo)準(zhǔn)溫度空氣等條件的培養(yǎng)室進(jìn)行飼養(yǎng)。
1.3細(xì)胞培養(yǎng) H9C2細(xì)胞株為國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分子醫(yī)學(xué)中心凍存。用含有10%胎牛血清,1×105U·L-1青霉素和1×105U·L-1的鏈霉素的DMEM培養(yǎng)基,在5%CO237℃的細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)常規(guī)培養(yǎng)。0.25%胰酶消化傳代。
1.4實(shí)驗(yàn)方法
1.4.1敗血癥休克小鼠模型的建立及處理 敗血癥休克模型的構(gòu)建:用戊巴比妥鈉麻醉劑(40 mg· kg-1)將動(dòng)物淺度麻醉后,在小鼠腹部做1.5厘米的切口,尋得盲腸后在回盲瓣下方,用6-0絲線進(jìn)行結(jié)扎,導(dǎo)致腸梗阻。然后,19號(hào)針對(duì)盲腸穿孔。將盲腸復(fù)位回腹腔,縫合傷口。注意,小鼠的手術(shù)順序隨機(jī),以避免手術(shù)操作者操作時(shí)帶來(lái)的誤差。給藥處理:將白藜蘆醇溶于酒精中,分別得到1 g·L-1和5 g·L-1溶液;將8周齡大小的30只♂C57小鼠隨機(jī)分為3組(每組10只),根據(jù)稱量的小鼠體重計(jì)算給藥劑量,以腹腔注射生理鹽水的小鼠為對(duì)照組,白藜蘆醇治療組分為低劑量組(1 mg·kg-1·d-1)和高劑量組(5 mg·kg-1·d-1),小鼠術(shù)前2周接受每天1次的不同濃度的白藜蘆醇腹腔注射,術(shù)后,繼續(xù)按上述劑量每天給藥1次。小鼠的狀態(tài)觀察和死亡時(shí)間統(tǒng)計(jì):每日密切觀察各組小鼠的病情發(fā)展。小鼠的存活率按小時(shí)計(jì),誤差控制在6 h以內(nèi)。
1.4.2不同濃度的白藜蘆醇與LPS刺激H9C2細(xì)胞中TNF-αmRNA表達(dá)變化實(shí)驗(yàn)的細(xì)胞分組與處理H9C2細(xì)胞用DMEM完全培養(yǎng)基傳代培養(yǎng),當(dāng)細(xì)胞培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期后用0.25%胰酶消化細(xì)胞后收集計(jì)數(shù)(臺(tái)盼藍(lán)染色法鑒定細(xì)胞活率≥95%),接種細(xì)胞至6孔板,每孔3×105個(gè)。于95%O2、5%CO2,37℃條件下培養(yǎng)24 h后,細(xì)胞貼壁。按實(shí)驗(yàn)要求細(xì)胞分為空白對(duì)照組;2 g·L-1白藜蘆醇處理組;1 mg ·L-1LPS處理組,Res+LPS組:根據(jù)Res濃度的不同(2 g·L-1和10 g·L-1)分為2個(gè)亞組,在每個(gè)亞組中,Res提前處理細(xì)胞24 h后,再與1 mg·L-1LPS共孵育3 h。收集細(xì)胞,提取RNA,然后檢測(cè)TNF-α的mRNA表達(dá)水平,每實(shí)驗(yàn)組4個(gè)復(fù)孔,所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)4次。
1.4.3白藜蘆醇和LPS作用后H9C2細(xì)胞SIRT1、SIRT2、SIRT6和SIRT7的mRNA表達(dá)水平變化 實(shí)驗(yàn)的細(xì)胞分組與處理。細(xì)胞培養(yǎng)與傳代方法同上,當(dāng)細(xì)胞培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期后用0.25%胰酶消化細(xì)胞后收集計(jì)數(shù)(臺(tái)盼藍(lán)染色法鑒定細(xì)胞活率≥95%),接種細(xì)胞至6孔板,每孔3×105個(gè)。于95%O2、5% CO2,37℃條件下培養(yǎng)24 h后,細(xì)胞貼壁。按實(shí)驗(yàn)要求細(xì)胞分為空白對(duì)照組;10 g·L-1白藜蘆醇單獨(dú)預(yù)處理24 h作為對(duì)照;剩余6組細(xì)胞分為3批,每批2組,分別為單獨(dú)1 mg·L-1的LPS刺激的一組,和10 g·L-1白藜蘆醇預(yù)處理24 h后再進(jìn)行LPS刺激的一組。這3批細(xì)胞形成時(shí)間梯度,LPS處理時(shí)間依次為0.5、3、6 h。之后,收集細(xì)胞,提取RNA,逆轉(zhuǎn)獲得cDNA,用Real-time PCR檢測(cè)SIRT1、SIRT2、SIRT6、SIRT7的mRNA表達(dá)水平的變化。每實(shí)驗(yàn)組4個(gè)復(fù)孔,所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)4次。
1.4.4RT-PCR檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)源性TNF-α的mRNA的表達(dá) TRIzol試劑盒提取H9C2細(xì)胞總RNA,用逆轉(zhuǎn)錄酶和通用引物oligo(dT),以RNA為模板反轉(zhuǎn)錄合成cDNA的第一鏈。再以cDNA為模板,用目標(biāo)引物與內(nèi)標(biāo)引物進(jìn)行特異性的PCR擴(kuò)增。1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定其完整性。TNF-α引物序列上游:5′-CAGGGACCAGAACCACAAG-3′,下游:5′-TG-GCAGCACTGAGGTAGAAG-3′,擴(kuò)增產(chǎn)物:194 bp;內(nèi)參GAPDH引物序列上游:5′-AGAAGGCTGGGGCT-CATTTG-3′,下游:5′-AGGGGCCATCCACGTCTTC-3′,擴(kuò)增產(chǎn)物:258 bp;PCR條件為95℃5 min,95℃,30 s,54℃,30 s(內(nèi)參58℃,30 s),72℃,30 s,72℃10 min,共30個(gè)循環(huán),1.5%瓊脂糖凝膠電泳PCR產(chǎn)物,溴化乙錠染色,在凝膠成像分析儀下成像,用Imagequant軟件對(duì)條帶進(jìn)行灰度掃描分析,TNF-α基因的表達(dá)強(qiáng)度用TNF-α條帶灰度與內(nèi)標(biāo)GAPDH條帶灰度的比值表示。
1.4.5Real-time PCR檢測(cè)細(xì)胞SIRT1、SIRT2、SIRT6和SIRT7的表達(dá) 提取H9C2細(xì)胞RNA,逆轉(zhuǎn)錄后參照說(shuō)明書進(jìn)行Real-time PCR實(shí)驗(yàn),SIRT1的上游引物:5′-TTCAGAACCACCAAAGCG-3′,下游引物5′-CAGCAAGGCGAGC-ATAAA-3′;SIRT2的上
游引物:5′-TGGTGGGTCCTATTGTCG-3′,下游引物5′-CCTGCGGATGTGGAGATT-3′;SIRT6的上游引物:5′-GCCGTCTGGTCATTGTCA-3′,下游引物5′-AGCCTTGGGTGCTACTGG-3′;SIRT7的上游引物:5′-AGCGAAGCAGAGCCTAC-3′,下游引物5′-GCA-CAATGGTGTCCCGA-3′;PCR反應(yīng)條件為:95℃,30 s,95℃,5 s,60℃,30 s,72℃,60 s,共40個(gè)循環(huán)。采集熒光信號(hào),制作融解曲線。目的基因的相對(duì)表達(dá)率(RQ)采用△△Ct計(jì)算方法RQ=2-△△Ct。
1.4.6Western blot檢測(cè)NF-κB的表達(dá) 提取H9C2細(xì)胞核蛋白,BCA法分析定量蛋白含量,采用12.5%的聚丙烯酰胺凝膠進(jìn)行電泳,濕法轉(zhuǎn)移至PVDF膜,5%牛血清白蛋白封閉,一抗(NF-κB,1∶1 000)孵育,4℃過(guò)夜,TBST洗滌后用辣根過(guò)氧化物酶(HRP)標(biāo)記的二抗(1∶5 000)再孵育2 h,ECL法檢測(cè)。用Bio-rad系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)4次。
1.4.7統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用Prism5(GraphPad Soft-ware,SanDiego,CA,USA)軟件進(jìn)行分析。其中,白藜蘆醇給藥對(duì)休克小鼠生存率的影響數(shù)據(jù)采用Log rank(Mantel-Cox)test方法分析;其余數(shù)據(jù)以±s表示,3組及以上的均數(shù)比較采用單因素方差分析,兩獨(dú)立樣本之間的兩兩比較則采用Student′s t-test。
2.1適當(dāng)劑量白藜蘆醇腹腔注射后能明顯改善敗血癥休克小鼠的存活率 Fig 1結(jié)果顯示,與腹腔注射生理鹽水的對(duì)照休克小鼠相比,腹腔分別注射1 與5 mg·kg-1·d-1白藜蘆醇后,休克小鼠的存活率明顯提高,且高劑量(5 mg·kg-1·d-1)白藜蘆醇提高休克小鼠存活率的作用強(qiáng)于低劑量(1 mg· kg-1·d-1)處理組。表明白藜蘆醇對(duì)敗血癥小鼠具有保護(hù)作用,且呈量效關(guān)系。
Fig 1 Hours after CLP surgery with different dosages of RES intraperitoneal injection
2.2白藜蘆醇明顯抑制LPS刺激的H9C2細(xì)胞的TNF-α mRNA表達(dá) TNF-α作為炎癥反應(yīng)因子,其升高揭示了細(xì)胞的炎癥反應(yīng)狀態(tài),也表明LPS處理成功激活了炎癥反應(yīng)通路。我們采用RT-PCR方法檢測(cè)TNF-α基因的相對(duì)表達(dá)水平,如Fig 2所示,2 g ·L-1白藜蘆醇預(yù)處理細(xì)胞24 h后,與1 mg·L-1LPS共孵育3 h,與LPS單獨(dú)處理3 h的對(duì)照細(xì)胞相比較,TNF-α的mRNA表達(dá)水平無(wú)明顯變化。而10 g·L-1白藜蘆醇預(yù)處理24 h的H9c2細(xì)胞,與1 mg ·L-1LPS共孵育3 h后,與LPS單獨(dú)處理組相比較,明顯抑制LPS刺激所增強(qiáng)的TNF-α的mRNA表達(dá)水平。結(jié)果表明,10 g·L-1白藜蘆醇明顯抑制LPS所誘導(dǎo)的炎癥因子生成。
Fig 2 Effects of resveratrol on the expression of TNF-α mRNA
2.3白藜蘆醇明顯誘導(dǎo)H9c2細(xì)胞的SIRT1、SIRT2、SIRT6和SIRT7的mRNA表達(dá) 為了探討白藜蘆醇對(duì)小鼠敗血癥休克的保護(hù)機(jī)制,我們采用Real-time PCR檢測(cè)H9C2細(xì)胞中SIRT1、SIRT2、SIRT6、SIRT7的基因表達(dá)。如Fig 3所示,與無(wú)任何刺激的對(duì)照細(xì)胞相比較,單純白藜蘆醇(10 g·L-1)刺激H9c2細(xì)胞24 h后,SIRT1的mRNA水平表現(xiàn)出明顯增加,與夏洪娟等[9]文獻(xiàn)報(bào)道一致。單純LPS(1 mg·L-1)刺激0.5、3和6 h后,細(xì)胞的SIRT1 mRNA水平均明顯高于空白對(duì)照細(xì)胞,但LPS作用6 h時(shí)出現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。與單純LPS 1 mg·L-1刺激的對(duì)照H9c2細(xì)胞相比較,白藜蘆醇(10 g·L-1)與LPS共孵育0.5、3和6 h后均明顯增加SIRT1的mRNA表達(dá)。Fig 4表明:與無(wú)任何刺激的對(duì)照細(xì)胞相比較,單純白藜蘆醇(10 g·L-1)刺激H9c2細(xì)胞24 h后,細(xì)胞SIRT2的mRNA水平明顯增加。單純LPS(1 mg·L-1)刺激0.5和3 h后,細(xì)胞的SIRT2 mRNA水平均明顯高于空白對(duì)照細(xì)胞。與單純LPS 1 mg·L-1刺激的對(duì)照H9c2細(xì)胞相比較,白藜蘆醇(10 g·L-1)與LPS共孵育0.5、3
和6 h后均明顯增加SIRT2的mRNA表達(dá)。如Fig 5所示,與無(wú)任何刺激的對(duì)照細(xì)胞相比較,單純白藜蘆醇(10 g·L-1)刺激H9c2細(xì)胞24 h后,細(xì)胞SIRT6的mRNA水平明顯增加。單純LPS(1 mg· L-1)刺激0.5 h后,細(xì)胞的SIRT6 mRNA水平均明顯高于空白對(duì)照細(xì)胞。與單純LPS 1 mg·L-1刺激的對(duì)照H9c2細(xì)胞相比較,白藜蘆醇(10 g·L-1)與LPS共孵育6 h后明顯增加SIRT6的mRNA表達(dá)。Fig 6表明:與無(wú)任何刺激的對(duì)照細(xì)胞相比較,單純白藜蘆醇(10 g·L-1)刺激H9c2細(xì)胞24 h后,細(xì)胞SIRT7的mRNA水平明顯增加。與單純LPS 1 mg· L-1刺激的對(duì)照H9c2細(xì)胞相比較,白藜蘆醇(10 g· L-1)與LPS共孵育6 h后明顯增加SIRT7的mRNA表達(dá)。
Fig 3 Res promotes the expression of SIRT1 increased
Fig 5 Res promotes the expression of SIRT6 increased
Fig 6 Res promotes the expression of SIRT7 increased
2.4白藜蘆醇抑制LPS誘導(dǎo)的NF-κB核轉(zhuǎn)位
由于通常條件下NF-κB蛋白含有p65亞基,故p65的蛋白水平反映了NF-κB的蛋白水平。用Western blot檢測(cè)NF-κB的p65亞基的蛋白水平,結(jié)果如Fig 7所示,1 mg·L-1LPS刺激H9c2細(xì)胞0.5 h后,與無(wú)任何刺激的對(duì)照細(xì)胞相比較,細(xì)胞核內(nèi)的p65蛋白水平明顯增加。而10 g·L-1白藜蘆醇預(yù)處理24 h后,再與LPS共孵育0.5 h后,細(xì)胞核內(nèi)p65蛋白的水平明顯低于單純LPS刺激的細(xì)胞。結(jié)果提示白藜蘆醇預(yù)處理及與LPS共孵育明顯抑制LPS活化的NF-κB的核轉(zhuǎn)位。而細(xì)胞核內(nèi)NF-κB蛋白水平的下降,則進(jìn)一步抑制NF-κB的轉(zhuǎn)錄調(diào)控活性,進(jìn)而導(dǎo)致其調(diào)控的一些下游的炎癥反應(yīng)因子表達(dá)水平的下降。
Fig 7 Res inhibits LPS-induced nuclear translocation of NF-κB**P<0.01 vs control;#P<0.05 vs LPS
CLP和LPS誘導(dǎo)動(dòng)物休克模型被廣泛應(yīng)用于研究敗血癥過(guò)程中心血管和肺功能的病理生理學(xué)變化[10-12]。敗血癥疾病時(shí),多器官、組織和細(xì)胞中的NF-κB活性增強(qiáng),在該疾病的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中起重要的作用。既往研究認(rèn)為,各種刺激因素主要通過(guò)調(diào)節(jié)IκB的降解來(lái)調(diào)節(jié)NF-κB活性。但是越來(lái)越多的研究表明,NF-κB的活性調(diào)節(jié)還可以通過(guò)NF-κB蛋白的磷酸化和乙酰化等直接修飾作用實(shí)現(xiàn)。Chen等[13]認(rèn)為NF-κB與HATs和HDACs之間存在相互作用,通過(guò)乙?;{(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。目前尚不清楚NF-κB與HATs和HDACs的具體作用方式,亦未闡明HATs或HDACs激動(dòng)劑或抑制劑對(duì)感染性休克的藥理學(xué)治療效應(yīng)。
Sirtuin是酵母NAD+依賴性的組蛋白去乙?;D(zhuǎn)移酶Sir2基因的真核生物類似物,該家族成員具有高度保守的催化結(jié)構(gòu)域,可以通過(guò)對(duì)多種底物進(jìn)行去乙?;饔?,從而在機(jī)體內(nèi)參與一系列的生物學(xué)活動(dòng)。這類酶主要位于細(xì)胞的核仁內(nèi),酶活性特別高,可被煙酰胺(nicotinamide)、sirtinol、splitomi-cin等所抑制,因此歸為Ⅲ類HDAC。Sir2參與酵母的交配型基因、端粒和rDNA重復(fù)序列的沉默及調(diào)節(jié)細(xì)胞壽命,而Sirtuin維持細(xì)胞抗脅迫能力、基因組穩(wěn)定性及參與能量代謝。Yeung等[14]觀察到Sirt1可直接與NF-κB的主要亞基RelA/p65相作用,通過(guò)RelA/p65的310位賴氨酸的去乙?;种破浣閷?dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄,而Sirtuin激動(dòng)劑Res亦促進(jìn)染色質(zhì)關(guān)聯(lián)的Sirt1蛋白與cIAP-2啟動(dòng)子區(qū)域相互作用,減弱NF-κB信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)很強(qiáng)的細(xì)胞保護(hù)作用。最近,Kawahara等[15]觀察到SIRT6與NF-κB 的RelA/p65亞單位相互作用,并在NF-κB靶基因啟動(dòng)子區(qū)域誘導(dǎo)組蛋白3的第9個(gè)賴氨酸位點(diǎn)去乙?;?,從而抑制NF-κB對(duì)基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。目前尚不清楚Sirtuin家族與NF-κB之間的相互作用調(diào)節(jié)Res的抗感染性休克的作用及具體的機(jī)制。
本研究觀察到白藜蘆醇明顯保護(hù)CLP誘導(dǎo)的敗血癥休克小鼠,提高其生存率。在LPS刺激的離體H9c2心肌細(xì)胞上,發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇有效激活Sirtuin 等III型HDAC的表達(dá),同時(shí)抑制LPS誘導(dǎo)的NF-κB的核轉(zhuǎn)位活動(dòng),并有效抑制LPS上調(diào)的炎癥因子TNF-α等的表達(dá),這與Shakibaei等[16-18]的報(bào)道一致。本研究結(jié)果提示白藜蘆醇對(duì)敗血癥休克疾病潛在的藥理學(xué)保護(hù)作用可能與活化Sirtuin、抑制NF-κB有關(guān)。為了闡明其具體的信號(hào)通路,Sirtuin和NF-κB之間的相互作用還值得我們進(jìn)一步深入探討。
綜上所述,白藜蘆醇對(duì)敗血癥休克及其心臟的損傷具有較強(qiáng)的治療保護(hù)作用,提示多種Sirtuin家族成員如SIRT1、SIRT2、SIRT6和SIRT7的特異性激動(dòng)劑可能對(duì)敗血癥休克及膿毒血癥具有良好的治療保護(hù)作用,但具體的分子藥理學(xué)作用機(jī)制值得進(jìn)一步研究。
(致謝:本研究課題主要在四川大學(xué)華西醫(yī)院分子醫(yī)學(xué)中心研究室與科研基地公共實(shí)驗(yàn)技術(shù)中心平臺(tái)完成,感謝研究室與中心老師和同學(xué)的幫助與支持,尤其感謝蔣維老師的細(xì)心指導(dǎo)與大力支持,冀雅靜同學(xué)的全力協(xié)助與參與?。?/p>
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Protective effects of resveratrol on sepsis and its involved mechanisms
CHEN Hong-ying1,2,JI Ya-jing2,WU Dan2,WU Yao2,JIANG Wei2
(1.Core Facility;2.Research Center for Molecular Medicine,West China Hospital,Sichuan University,Chengdu 610041,China)
Abstract:Aim To investigate the effect of resveratrol (Res)on septic mice and LPS-insulted H9c2 cells,as well as its involved mechanisms.Methods By use of a mouse cecal ligation and puncture-induced septic model(CLP),the survival of septic mice was evalua-ted after resveratrol treatments.H9c2 cells were insul-ted by LPS and then treated with resveratrol,the mR-NA expressions of TNF-α,SIRT1 and other class III HDAC members were detected using RT-PCR and real-time PCR,F(xiàn)inally,the protein levels of nuclear p65,an important subunit of NF-κB,were measured in H9c2 cells using Western blot assay,to reveal the effect of resveratrol on LPS-induced nuclear transloca- tion of NF-κB.Results Compared with the control septic animals,intraperitoneal injection of resveratrol (1 or 5 mg·kg-1·d-1)significantly increased the survival of septic mice.Furthermore,resveratrol signif-icantly increased mRNA expressions of SIRT1,SIRT2,SIRT6 and SIRT7 in LPS-insulted H9c2 cells.Res-veratrol also remarkably inhibited LPS-induced nuclear translocation of NF-κB.Conclusion An appropriate dose of resveratrol protects septic mouse hearts from the injury induced by LPS through the activation of SIRT family members and the inhibition of NF-κB pathway.
Key words:sepsis;LPS;resveratrol;SIRTs;NF-κB;TNF-α
作者簡(jiǎn)介:陳紅英(1978-),女,碩士生,研究方向:心血管藥理學(xué),E-mail:chy30@126.com;蔣 維(1972-),男,博士,博士生導(dǎo)師,研究方向:心血管藥理學(xué),通訊作者,Tel:028-85164103,E-mail:wcumsjw @scu.edu.cn
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(No 31071001,31271226)
收稿日期:2015-04-29,修回日期:2015-06-02
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1001-1978(2015)09-1216-06
doi:10.3969/j.issn.1001-1978.2015.09.008