阿尔泰和西准噶尔古生代增生拼贴及多重汇聚过程研究

中亚bionic robotic fish造山带由图瓦-蒙古山弯构造、哈萨克斯坦山弯构造及塔里木-华北克拉通3大地质单元增生拼贴形成。其中图瓦-蒙古与哈萨克斯Tamoxifen细胞培养坦山弯构造的拼贴过程,是理解中亚造山带演化过程的重点和难点。新疆北部中国阿尔泰南缘-西准噶尔北缘位于中亚造山带内两大山弯构造结合部位,是研究山弯构造拼贴演化的理想实验室。同时古生代该地区岛弧岩浆活动频繁,构造变形强烈,发育多条蛇绿岩带,并富集内生矿床。与矿业活动相关的灾害频发,对研究区增生过程演化的研究,为限定中亚造山带关键地质单元拼贴过程,探明该地区工程扰动灾害本底提供了依据。采用大比例尺填图,我们在中国阿尔泰南缘科克森套地区识别出增生杂岩组合,包括基性岩、辉长岩、玄武岩、硅质岩、浊积岩等。通过野外解析与同位素年代学、地球化学分析等工作,厘定selleck Wnt-C59出增生楔由中国阿尔泰向南持续生长到科克森套地区,对厘定该地区的区域演化提供了新的证据。运用碎屑锆石定年与物源分析,识别出萨吾尔岛弧(北侧)与成吉思岛弧(南侧)的边界,以和布克赛尔蛇绿混杂岩的解剖为基础,厘定出成吉思岛弧的俯冲-增生演化模型。将中国阿尔泰南缘与西准噶尔北缘古生代增生演化过程相联系,为进一步厘定哈萨克斯坦与图瓦-蒙古山弯构造拼贴时空演化,理解研究区矿业活动工程扰动灾害机理提供了坚实证据。

仙茅苔黑酚龙胆二糖苷调控NF-κB/Nrf2通路抑制破骨细胞氧化应激及其骨吸收的研究

目的 探讨仙茅苔黑酚龙胆二糖苷(orcinol gentiobioside,OGB)对Captisol分子式氧化应激诱导的破骨细胞(osteoclasts,OCs)的作用及机制。方法 可溶性核因子-κB受体活化因子配体(soluble receptor activator of nuclear factor-κB ligand,sRANKL)联合H2O2诱导RAW264.7细胞,建立氧化应激诱导的OCs模型;CCK-8法检测OCs活力;抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase,TRAP)染色测定OCs的数目;磷酸苯二钠法测定OCs的TRAP活性;免疫荧光法观察OCs的Factin环结构和形态,以及p65和核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)的核转位;ELISA法测定OCs相关的生化指标;Western blotting检测骨吸收关键蛋白及核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)和Nrf2通路相关蛋白的表达。结果 OGB显著抑制氧化应激诱导的OCs的形成和分化(P<0.01),并抑制TRAP活性、F-actin环的形成及其骨吸收作用(P<0.05、0.01),下调骨吸收关键蛋白c-Fos、组织蛋白酶K(cathepsin K,CTSK)、基质金属蛋白酶9(matrix metalloprotein 9,MMP9)的表达(P<0.05、0.01),降低活性氧(reactive oxygen species,ROS)和还原型辅酶Ⅱ(nicot寻找更多inamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)氧化酶4(NADPH oxidasdigital immunoassaye 4,NOX4)的活性(P<0.05、0.01),增加抗氧化酶血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)、醌氧化还原酶1(quinone oxidoreductase 1,NQO1)、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(gamma-glutamyl cysteine synthetase,γ-GCS)的活性(P<0.05、0.01),增强OCs中Nrf2的表达和核转位,抑制肿瘤坏死因子受体相关蛋白6(tumor necrosis factor receptor-associated factor 6,TRAF6)的募集、核因子-κB抑制因子α(inhibitor of NF-κB-α,IκBα)的降解,并阻止p65的磷酸化和核转位(P<0.05)。结论 OGB能够通过调控NF-κB和Nrf2通路,抑制氧化应激诱导的OCs形成分化和骨吸收作用。

经尿道柱状水囊前列腺扩开术与经尿道前列腺等离子电切术治疗小体积(≤30 mL)良性前列腺增生症的疗效比较

目的 观察经尿道柱状水囊前列腺扩开术(TUCBDP)与经尿道前列腺等离子电切术(TUPKP)治疗小体积(≤30 mL)良性前列腺增生(BPH)的疗效及其对尿控与性功能的影响。方法 回顾性分析2021年6月—2022年1月于山东大学齐鲁医院德州医院泌尿外科行手术治疗的BPH患者的资料。选取前列腺体积≤30 mL、有规律性生活的95例患者作为研究对象。将采用TUCBDP治疗的45例作为TUCBDP组,采用TUPKP治疗的50例作为TUPKP组,随访12个月,对两组患者的围手术期数据及随访结果进行分析。结果 TUCBDP组手术时间、术中出血量、术后血红蛋白(Hb)下降量及血清Na~+下降量、膀胱冲洗时间、术后疼痛视觉模拟评分(VAS)、尿管保留时间及术后住院时间均少于TUPKP组(P<0.05);两组患者术后12个月时尿控指标:国际前列腺症状评分(IPSS)、生活质量评分(QoL)、残余尿量(PVR)、最大尿流率(Qmax)较术前比较均有显著好转(P<0.05);两组患者术后12个月勃起功能selleck Gefitinib-based PROTAC 3指标:国际勃起功能评分(IIEF-5)、勃起硬度分级(EHS)、早泄患者性功能-5(CIPE-5)评分均较术前无显著变化(P>0.05);术后12个月射精情况:TUPKP组射精功能评分及射精困扰度评分均较术前变差(P<0.05),而TUCBDP组无明显变化(P>0.05),且该两指标TUCBDP组优于TUPKP组;TUCBDP组并发症发生率比TUPKP组显著降低(P<0.05)。结论Muscle biomarkers TUCBDP术式治疗小体积(≤30 mL)BPH安全、有效,创伤小、生化干扰小、疼痛轻、并发症少、病程短,对患者的射精功能及勃起功能影响小,对要求保留性功获悉更多能的患者更为适用。

基于细胞程序性死亡探讨中药治疗子宫内膜异位症研究进展

子宫内膜异位症(endometriosis,EMs)是一种临床上常forced medication见的炎症性、免疫性和激素依赖性疾病。该疾病的机制尚未完全确定,近年来发现细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)在EMs的发生发展中起到重要作用。PCD是一种由基因调控的自主细胞死亡行为,包括:凋亡、自噬、焦亡、铁死亡和坏死性凋亡。在凋亡中,中药主要通过上调caspase-3表达,增强异位内膜的凋亡干预EMs进展。自噬过程中,中药可以抑制PI3K-AKT-mTOR通路促进异位病灶的自噬,也可以下调Beclin-1、p62水平抑制正常内膜细胞自噬。焦亡是依赖caspase引起以炎症反应为主的死亡方式,而产生的炎症环境可selleck抑制剂selleck激酶抑制剂也是影响EMs的原因,中药可通过抑制炎症因子的释放而治疗疾病。铁死亡反应中,中药可以增强细胞抗氧化能力而对抗铁死亡。坏死性凋亡是一种高度免疫原性的细胞死亡模式,迄今为止还未有研究探讨其在EMs中的作用机制,感染是引发此反应的条件之一,而EMs会使体内处于慢性炎症状态,因此推断坏死性凋亡也影响着疾病的发生发展。故该文对国内外应用中药干预PCD治疗EMs的相关研究进行综述,并探讨中药及其有效成分调控PCD治疗EMs作用机制。

ISL1通过Hedgehog通路调控肺分支发育的分子机制研究

人体重要的呼吸器官肺的发育受到多种信号通路的调控,其具体的分子机理一直是研究的热点。Isl1基因是一个LIM同源结构域转录因子,其在胚胎发育过程中起着至关重要的作用。我们的实验结果显示Isl1基因在小鼠肺发育早期的上皮细胞中特异性表达。为了进一步研究Isl1Physiology and biochemistry基因在肺发育过程中的功能,我们利用Shh~(Cre)工具鼠与Isl1~(f此网站/f)小鼠交配,成功获得在肺上皮细胞中特异性敲除Isl1基因的突变型小鼠(Isl1~(Shh Cre))。通过对突变型小鼠的表型分析,我们发现肺上皮细胞中Isl1的缺失会导致肺分支缺陷。与野生型小鼠相比,E11.5-E12.5天Isl1~(Shh Cre)突变型小鼠肺间充质细胞增殖显著降低,而上皮细胞的增殖没有显著差异。TUNEL结果显示突变型小鼠与野生型小鼠的肺部细胞凋亡没有明显差异。为了寻找Isl1基因的靶分子,我们利用RNA-Seq技术筛选E11.5天突变型小鼠肺组织中的差异表达基因。RNA-Seq和原位杂交结果显示与肺发育密切相关的基因Shh、Ptch1、Sox9、Irx1、Irx2、Tbx2和Tbx3在Isl1~(Shh Cre)突变型小鼠肺中的表达明显下调。其LY2157299说明书中,Shh是在肺部分支形态发生中的重要信号分子,肺间充质细胞的增殖也受到Shh的调控。体外肺原代细胞中过表达Isl1可以明显上调Shh的表达,Ch IP实验结果也证实转录因子ISL1可以与Shh基因增强子序列(MACS1)结合。这些结果都表明Isl1可以在转录水平上直接调控Shh的表达。我们利用体外器官培养实验证实Hedgehog信号通路的激活可以挽救Isl1缺失导致的肺间充质细胞增殖缺陷。体内激活Hedgehog信号通路也可以部分挽救Isl1基因敲除导致的肺分支形态发生缺陷。综上所述,Isl1基因在肺分支发育过程中起着关键作用,Isl1基因可能通过影响SHH信号通路调控肺分支发育过程。

miR-302d的载体构建及其与Tle4基因的靶向关系验证

FG-4592试验旨在探究精原干细胞(SSCs)形成过程中的关键miR-302d行使功能的分子机制。试验克隆mi R-302d前体序列并连入PGMLV-CMV-MCS-EF1-Zs Green1-T2A-Puro构建mi R-302d过表达载体(mi R-302d mimics);合成mi R-302d的干扰靶点并连入PGMLV-SC5载体构建mi R-302d干扰载体(mi R-302d inhibitor)。通过生物信息预测获得mi R-302d靶基因并构建其3′UTR的野生型(WT)和突变型载体(MT);将mi R-302d过表达载体分别与WT和MT载体共转染DF-1和293T细胞,检测靶基因3′UTR的活性。同时检测在DF-1细胞中过表达或干扰mi R-302d后靶基因的表达变化。结果显示:成功构建mi R-302d的过表达和干扰载体;预测结果显示Tle4为mi R-302AMG510半抑制浓度d的潜在靶基因,且该基因为ESCs分化为SSCs过程的重要基因;双荧光素酶活性检测结果显示不论是在DF-1还是293T细胞中,与转染WT+miBiosurfactant from corn steep water R-NC组相比,转染WT+mi R-302d组的双荧光素酶活性显著下降(P<0.05),而共转染MT+mi R-302d组的荧光素酶活性差异不显著(P>0.05),且过表达mi R-302d后下调Tle4的表达,而干扰mi R-302d后上调Tle4的表达。结果表明,miR-302d可直接调节靶基因Tle4的表达。

TRPC1介导巨噬细胞极化调控骨质疏松的作用及机制研究

【目的】骨质疏松症(Osteoporosis,OP)是由于骨吸收增强、骨形成减弱造成骨稳态失衡而引发的骨量进行性丢失的全身性骨骼疾病,其特征是骨量下降、骨组织微结构受损、骨脆性增加和易引发骨折。研究发现巨噬细胞极化诱发的慢性炎症可导致破骨细胞活性增强、成骨细胞活性减弱,在OP的病理进展中发挥着重要的调控作用。随着我国老龄化人NVP-TNKS656临床试验群日益增加,预计到2050年OP患者将达1.2亿,髋部骨折患者1年内致死率达20-24%,致残率高达40%。与高发病率、高致残率、高致死率相悖的是,目前OP的治疗手段仍然有限,挖掘新的治疗靶点和策略、寻找新的药物已经迫在眉睫。研究发现经典瞬时受体电位通道1(Transient receptor potential canonical channels 1,TRPC1)在骨组织的多种细胞中表达,其介导的Ca~(2+Alisertib试剂)相关通路与骨骼疾病进程紧密相关。且有实验证实,细胞质内的[Ca~(2+)]i升高可促进巨噬细胞向M1极化。然而尚未有研究报道TPRC1是否通过调控巨噬细胞极化参与OP发生发展。本研究以TRPC1为切入点,从动物、组织、细胞和分子水平阐明TRPC1调控OP发生的作用和分子机制,以期为抗OP药物研发提供新靶点和理论依据。【方法】选用C57BL/6J小鼠和TRPC1 knockout(Trpc1~(-/-))小鼠构建摘除双侧卵巢(OVX)诱发的OP模型,提取C57BL/6J小鼠和Trpc1~(-/-)小鼠原代骨髓巨噬细胞诱导其极化构建巨噬细胞极化模型。Micro-CT分析测定股骨干骺端骨量及骨小梁微结构变化,评价TRPC1对OP的作用;骨组织病理学检测成骨细胞和破骨细胞数量并检测相关蛋白表达水平,确定TRPC1对骨吸收和骨形成的作用;荧光共定位检测TRPC1在OP组织中的表达分布,寻找TRPC1主要的效应细胞;采用免疫组化、Western blot在组织和细胞水平探究TRPC1对巨噬细胞极化的影响,以确证TRPC1介导巨噬细胞极化调控OP;采用双波长离子影像实验、Western blot、核浆分离Carcinoma hepatocelular、免疫荧光和Elisa等方法,进一步在细胞水平上探究TRPC1调控巨噬细胞内Ca~(2+)水平,影响细胞极化的分子机制。【结果】1.TRPC家族中TRPC1在OVX小鼠骨组织中表达升高且变化最显著。2.TRPC1敲除小鼠的骨量增加、骨小梁数量增加、骨小梁间距减小,且TRPC1敲除可逆转OVX引起的骨量下降、骨组织微结构受损。3.TRPC1敲除可抑制OVX引起的骨形成减弱和骨吸收增强。4.TRPC1主要表达和分布于OVX小鼠骨组织巨噬细胞中。5.TRPC1敲除可逆转OVX引起的巨噬细胞M1极化增多、M2极化减少。6.TRPC1敲除可抑制LPS/IFN-γ诱导的巨噬细胞M1极化,促进IL-4诱导的巨噬细胞M2极化。7.TRPC1敲除抑制LPS/IFN-γ诱导的巨噬细胞Ca~(2+)内流增加,抑制Ca N/NF-κB信号通路激活诱发的巨噬细胞M1极化,并抑制巨噬细胞分泌炎症细胞因子。【结论】本研究发现,TRPC1可通过促进巨噬细胞的Ca~(2+)内流,影响胞内Ca~(2+)水平,而激活Ca N/NF-κB信号通路,促进骨髓巨噬细胞M1极化,增强骨吸收、抑制骨形成,导致骨稳态失衡,促进OP发生。通过敲除TRPC1,可降低OVX诱发巨噬细胞内高钙水平,从而抑制Ca N/NF-κB信号通路,减缓OP的发生。以上研究结果提示,TRPC1有望作为OP治疗的潜在靶点,通过抑制其功能而减缓OP的作用机制也可能成为此类疾病预防和治疗的新策略。

麝香保心丸通过调控miR-144-3p/SLC7A11减轻心肌缺血再灌注损伤的实验研究

目的:探讨麝香保心丸干预心肌缺血再灌注(I/R)损伤大鼠的作用机制。方法:将2INCB28060小鼠0只SD大鼠采用随机数字表法分为control组、I/R组、I/R+麝香保心丸组、I/R+铁抑素-1(Fer-1)组,每组5只。对照组及I/R组给予生理盐水2 mL/d灌胃,I/R+麝香保心丸组给予麝香保心丸150 mg/(kg·d)灌胃,I/R+Fer-1组大鼠腹腔注射1 mg/(kg·d)Fer-1,5 d后制备心肌缺血再灌注模型,control组仅开胸后缝合。再灌注24 h后检测大鼠心功能以及外周血肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌钙蛋白T水平;苏木精-伊红(HE)染色观察大鼠心肌的病理情况。结果:麝香保心丸及Fer-1均可改善模型大鼠心功能,降低外周血CK-MB、LDH、肌钙蛋白T水平(P<0.05),下调心肌miR-144-3p,提高SLC7A11蛋白及谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)表达水平(P<0.05)。HE染色提示Fer-1或麝香保心丸预干预可以减轻I/R心肌细胞排列混乱,缩小细胞组织间隙。结论:麝香保心丸可以减轻心肌缺血再灌注损伤,其机制可能与miR-144-3p/SLMesoporous nanobioglassCBucladesine使用方法7A11信号通路,减轻心肌细胞铁死亡有关。

魔芋葡甘聚糖水解产物对过度训练小鼠肠道菌群功能及运动表现的影响

研究目的:本研究旨在研究经酶水解的不同分子量魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan, KGM)对过度训练引起的肠道菌群结构及功能失调的调节保护作用,及对运动表现的促进作用。研究方法:将KGM以不同浓度甘露聚糖内切酶水解至不同分子量产物KGM-e1和KGM-e2,购买7-8周龄的野生型(Wildtype, WT)C57BL/6雄性小鼠30只,随机分至5组,每组6只。使用标准饲料(AIN-93G)进行喂饲,自由饮水进食。适应性饲养7 d后开始为期6周的实验期。各组处理如下:(1)空白对照组:无运动,无KGM;(2)过度训练组:过度训练,无KGM;(3)过度训练+未降解KGM组;(4)过度训练+KGM-e1;(5)过度训练+KGM-e2。KGM、KGM-e1及KGM-e2以5 g/L的浓度添加至饮水中,每两天进行更换,干预时间6周。所有小鼠在训练或运动能力测试前(对照组)均进行5天跑台适应性训练,跑台速度10米/分钟,训练时间10分钟/天。过度训练方案如下:(1)第1周,60%力竭速度(exhaustion velocity, EV),30分钟/天,1组/天;组间恢复时间24 h;(2)第2周,60%力竭速度,坡度14%,45分钟/天,1组/day;组间恢复时间24 h;(3)第3周,60%力竭速度,坡度14%,60分钟/天,1组/天;组间恢复时间2购买Tezacaftor4 h;(4)第4周,70%力竭速度,坡度14%,60分钟/天,1组/天;组间恢复时间24 h;(5)第5周,75%力竭速度,坡度14%,75分钟/天,1组/day;组间恢复时间24小时;(6)第6周,75%力竭速度,坡度14%,75分钟/天,2组/天,组间恢复时间4小时。非抗凝血经离心分离得血清用于测定短链脂肪酸、运动生化等相关指标。新鲜血清BYL719体内实验剂量、粪便样本和肠道内容物用于短链脂肪酸测定,剩余样本于-80℃保存至使用。粪便样本用于菌群结构分析。使用Tiangen DNA提取试剂盒提取菌群DNA,通过Illumina MiSeq测序平台进行16S r DNA测序分析。使用R软件和QIIME对测序结果进行物种注释分析,Alpha多样性及Beta多样性分析,系统进化分析,关联性统计分析,功能预测分析等。血清短链脂肪酸测定,采用气相色谱联合火焰离子检测法(GC-FID)进行分析。SCFAs标准品包括乙酸,丙酸,正丁酸,异丁酸,正戊酸及异戊酸。收集小鼠各肠道部位,测量记录各部位长度及重量。肠道组织形态采用光学显微镜观察,肠道组织经4%多聚甲醛固定、石蜡包埋、切片后分别采用苏木精/伊红染色(H&E)实验,使用Leica显微系统获得图像进行盲法评估。研究结果:1)酶解显著降低了KGM的相对分子量,将未处理KGM的分子量从×108数量级分别降至×106和×104道尔顿,但主链结构无明显改变。2)实验结束时,与对照组相比,其余四个运动组的小鼠体重均有一定增加。与过度训练组和未水解KGM组相比,添加酶水解KGM(KGM-e1和KGM-e2)的两组体重增加更多。3)实验结束时,过度训练组小鼠最大瞬间上肢抓力较对照组显著降低,而添加KGM,KGM-e1和KGM-e2均可显著增加最大瞬间上肢抓力,其中KGM组和KGM-e1组较KGM-e2增加更多,达到与对照组持平。过度训练组小鼠的最长跑步时间较对照组显著下降,而添加KGM,KGM-e1和KGM-e2均可显著增加最长跑步时间,其中KGM组较KGM-e1组和KGM-e2增加更多,超过对照组水平。4)最后一次训练三天后测定血浆中肌酸激酶(CK)活力、游离血红蛋白(FHb)和尿素氮(BUN)浓度,结果显示,与对照组相比,过度训练引起CK活力显著升高,添加KGM,KGM-e1和KGM-e2均可显著降低肌酸激酶活力,但三种干预物组间无显著差异。与对照组相比,过度训练引起FHb浓度显著增加,添加KGM,KGM-e1和KGM-e2均可显著降低游离血红蛋白浓度,其中KGM-e1和KGM-e2较KGM组降低更加明显。与对照组相比,过度训练引起尿素氮浓度显著降低,这可能与机体蛋白合成超量增加有关,而仅KGM组BUN较过度训练组显著升高。5)肠道组织学结果显示,过度训练可引起肠道长度增长。与对照组相比,过度训练组的小肠和大肠长度均有显著增长。添加KGM,KGM-e1和KGM-e2则减少了由过度训练引起的肠道增长。苏木精/伊红染色实验(H&E)结果显示,过度训练导致结肠细胞炎性浸润增加,添加KGM、KGM-e1和KGM-e2均可显著改善过度训练引起Hereditary anemias的组织炎性变化。6)肠道内容物菌群结构分析结果显示,过度训练显著改变了肠道菌群组成和代谢功能。7)测定小鼠粪便和血浆中短链脂肪酸浓度的结果显示,过度训练及不同分子量的魔芋多糖添加对粪便和血浆中短链脂肪酸的浓度影响不同。一方面,过度训练可显著增加粪便中乙酸、丙酸、丁酸和总短链脂肪酸的浓度,但添加KGM、KGM-e1和KGM-e2均未进一步增加单个或总的短链脂肪酸浓度。另一方面,过度训练未显著增加血清中单个或总的脂肪酸浓度,但添加KGM显著增加了乙酸和总的脂肪酸浓度。研究结论:过度训练可引起肠道菌群结构和功能失调,并且引起运动表现下降,不同分子量的魔芋葡甘聚糖显示出不同程度的肠道菌群结构和功能改善作用,并提升了小鼠运动表现,并且具有更高分子量的魔芋葡甘聚糖显示出的效果更佳。该研究为魔芋葡甘聚糖作为运动营养补充剂用于调节运动员肠道菌群结构及功能和促进运动表现提供了理论基础和应用依据。

胱硫醚γ裂解酶/硫化氢下调诱导平滑肌细胞铁死亡是高静水压引起平滑肌细胞新表型转化的机制

研究背景:血管壁承受的机械力包括平行于血流的剪切力、周向的牵张力和垂直管壁的静水压力。这些生物力学的改变参与高血压及其并发症的发病和发展。剪切力发生改变(如层流变成湍流)可诱导内皮功能障碍,参与血管舒张、动脉粥样硬化、斑块进展和血管炎症等。牵张力改变可调节血管张力及血管平滑肌细胞的功能(如凋亡、增殖和迁移),参与血管重塑。静水压力是血管壁扩张的重要动力,其改变也可诱导内皮功能损伤,参与高血压发病。我们前期工作通过单细胞测序,发现高静水压力(High Hydrostatic Pressure,HHP)可诱导主动脉平滑肌细胞(Vascular Smooth Muscle Cells,VSMCs)分化为炎症亚群(表达CXCL2、CXCL3和CCL2等分子标记物)和内皮功能抑制亚群(表达AKR1C2、AKR1C3和PEDF等分子标记物),但其分子机制尚未明确。铁死亡是一种新型的非程序性细胞死亡,Aβ pathology其特征为铁过载、活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)积累、铁依赖性脂质过氧化和线粒体收缩。铁死亡是由胱氨酸/谷氨酸反转运系统(cystine/glutamate antiporter system,Xc-系统)功能障碍、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)消耗和谷胱甘肽依赖的抗氧化酶谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathione Peroxidase 4,GPX4)失活引发的。谷胱甘肽是一种重要的抗氧化剂,由半胱氨酸合成,并依赖于GPX4氧化为氧化性谷胱甘肽(Glutathione Oxydized,GSSG)。同时,GPX4还在辅助因子GSH的存在下将细胞毒性脂质过氧化物(Cytotoxiclipid Peroxide,L-OOH)还原为低毒醇类L-OH。因此,GPX4/GSH是铁死亡的重要调节系统。过多的铁沉积诱导铁死亡参与心血管疾病的发生发展。重组人GPX4和铁死亡抑制剂Ferrostatin-1(Fer-1)可以逆转部分心血管损伤(如心肌梗死)。这些研究表明铁死亡是心血管疾病发病的重要病理生理机制。胱硫醚-γ-裂解酶(Cystathionine γ Lyase,CSE)内源性产生硫化氢(Hydrogen Sulfide,H2S),发挥心血管保护作用,是L-半胱氨酸生成(GSH前体)的关键酶RSL3试剂。H2S可促进GSH合成、清除ROS、抑制GPX4活性和维持Xc-系统稳定性,以减轻结肠癌细胞的铁死亡。那么VSMC内源性CSE/H2S是否调节VSMC铁死亡,进而参与HHP诱导的主动脉平滑肌细胞新的表型转换是亟待解决的重要科学问题。本研究应用自发性高血压大鼠(Spontaneous hypertension rat,SHR)作为血管壁高静水压的动物模型,采用高静水压力培养VSMC作为细胞模型,观察VSMC新的表型改变及其铁死亡的相关性,进而通过敲除CSE或给予H2S供体,探讨其是否参与高静水压诱导的VSMC铁死亡的分子机制。研究方法:首先通过免疫荧光检测高血压患者及自发高血压大鼠(Spontaneous hypertension rat,SHR)主动脉 GPX4、CXCL2 及 AKRIC2 的表达。使用特定的静水压力装置对主动脉平滑肌细胞进行静水压培养,检测铁死亡相关指标。使用铁死亡诱导剂及抑制剂处理高静水压培养的主动脉平滑肌细胞,荧光染色检测铁死亡相关指标及CXCL2、AKRIC2的表达。高静水压下培养主动脉平滑肌细胞,检测CSE/H2S的表达,使用H2S供体处理细胞检测铁死亡相关指标。并构建CSE全身敲除老鼠,提取原代平滑肌细胞,检测WT及KO平滑肌细胞铁死亡指标。最后检测硫氢化钠(Sodium hydrosulfide hydrate,NaHS)和铁死亡诱导剂(1S,3R)-RSL3(RSL3)共处理高静水压下小鼠平滑肌细胞的铁死亡相关指标。研究结果:我们发现GPX4(铁死亡的核心调节因子)在SHR大鼠和高血压PS-341溶解度患者主动脉中表达显著下调,且与平滑肌细胞新型表型升高密切相关。原代培养小鼠主动脉平滑肌细胞,给予高静水压(200 mmHg)及正常压力(100 mmHg)处理,高静水压增加了 VSMC铁负荷、ROS产生和脂质过氧化;铁死亡标志分子如 Cyclooxygenase-2(COX-2)、Transferrin Receptor(TFRC)、Acyl-CoA Synthetase Long Chain Family Member 4(ACSL4)和 NADPH Oxidase 1(NOX1)的表达显著上调。同时,给予铁死亡抑制剂Fer-1可阻断HHP诱导的主动脉平滑肌细胞炎症(CXCL2表达)表型和内皮功能抑制(AKR1C2表达)表型。反之,铁死亡诱导物RLS3则增加了 HHP诱导的CXCL2和AKR1C2的表达。在机制上,HHP抑制主动脉平滑肌细胞CSE/H2S系统,进而降低GSH含量;补充H2S供体(NaHS)可提高主动脉平滑肌细胞GSH水平,减轻铁沉积、ROS和脂质过氧化产生,进而减轻HHP和RSL3诱导的铁死亡。研究结论:本研究证实,HHP通过下调主动脉平滑肌细胞CSE/H2S水平,引发GSH水平降低,导致铁死亡,从而导致VSMC炎症和内皮功能抑制表型的发生。本工作阐明了铁死亡在HHP诱导的VSMC新型表型转换中的重要调节作用,同时也解释了生物力学改变通过诱导平滑肌细胞铁死亡,进而引发血管炎症和限制血管舒张,从而加剧血管损伤(如动脉粥样硬化)的新机制。我们的研究还揭示了 ROS-GSH-iron-铁死亡信号级联在CSE/H2S心血管保护中的新途径。