铁死亡对肌肉损伤后再生能力的影响

• 作者: 杜玉婷 张婧 黄莺 张晶
• 来源期刊: 上海交通大学学报（医学版）
• 学科: 医学
• 关键词: 铁死亡 肌肉损伤 肌肉再生 心脏毒素
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 基础研究|Basic research
• 页码范围: 298-306
• 页数: 9页
• 分类号: R363.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-8115.2022.03.006

摘要

目的 ·探讨铁死亡对心脏毒素(cardiotoxin,CTX)诱发肌肉损伤后肌肉再生能力的影响.方法 ·在15只8周龄C57BL/6J雄性小鼠胫骨前肌(tibialis anterior,TA)上取上、中、下3个点注射CTX,在第0、3、7日分别取5只小鼠的TA做苏木精-伊红染色(hematoxylin-eosin,H-E染色)观察肌肉损伤程度;采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)和蛋白质印迹法分别从RNA和蛋白水平检测肌肉再生相关指标及铁死亡相关指标的表达水平.同时,将45只8周龄C57BL/6J雄性小鼠分为生理盐水对照组、铁离子螯合剂去铁胺(deferoxamine,DFO)处理组和铁死亡抑制剂UAMC-3203处理组,每组15只.通过分别提前1周腹腔注射生理盐水或DFO,以及提前1 d腹腔注射UAMC-3203对小鼠进行预处理.随后在小鼠TA部位注射CTX,分别于第0、3、7日取TA组织,利用RNA测序(RNA sequencing,RNA-seq)技术以及生物信息学分析铁死亡抑制剂预处理后对CTX诱导的肌肉损伤后再生能力的影响,通过H-E染色观察及qPCR检测铁死亡抑制剂对肌肉再生相关基因RNA表达水平的影响.结果 ·H-E染色显示CTX注射后肌肉损伤再生模型构建成功.实验观察到铁死亡相关指标酰基辅酶A合成酶长链家族成员4(acyl-CoA synthetase long chain family member 4,Acsl4)和血红素加氧酶1(heme oxygenase-1,Hmox-1)在RNA和蛋白水平上明显升高,提示肌肉损伤及再生过程中发生了铁死亡.在注射CTX后第3日肌肉组织的损伤情况较为严重,伴随着肌肉再生相关基因成肌分化抗原(myogenic differentiation antigen,Myod)、肌细胞生成素(myogenin,Myog)、固生蛋白(tenascin-c,Tnc)的明显上调,第7日有所恢复.通过对RNA-seq差异基因的京都基因与基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析发现,与生理盐水组比较,UAMC-3203处理组中性粒细胞的脱颗粒化,活性氧(reactive oxygen species,ROS)的生成以及吞噬作用中的磷脂等信号通路发生了明显的改变;并且组织蛋白酶S(cathepsin S,Ctss)的表达水平明显升高.更重要的是,注射UAMC-3203和DFO可抑制肌肉再生相关基因的表达.结论 ·抑制铁死亡在一定程度上减慢了肌肉的再生过程,提示铁死亡的发生可能促进了肌肉的再生.