謝 斌 鄧 超 陳栩栩 蘇 醒 王紅梅
(中南大學湘雅醫學院附屬海口醫院重癥醫學科,海口 570203)
膿毒癥主要是指由微生物感染所引起的疾病,其以大量炎癥因子釋放、免疫抑制、細胞凋亡,最終誘導器官功能衰竭為特征[1]。膿毒癥心肌損傷是膿毒癥致死的重要原因。膿毒癥發生早期就表現出心肌損傷,包括心肌功能收縮異常、心肌細胞結構改變、射血分數降低等等[2]。膿毒癥心肌損傷的發生機制十分復雜,與心肌細胞炎癥因子釋放、氧化損傷、細胞凋亡等有關[3]。LPS 是常見的誘導膿毒癥發生的病原微生物的主要致病成分,其可在體外激活心肌細胞凋亡和炎癥反應,造成心肌損傷[4]。既往研究發現,膿毒癥心肌損傷中miRNA 的調控作用十分關鍵,且miRNA 在心肌細胞功能調節中發揮重要作用[5]。miRNA 是一類內源性的小分子RNA,可通過調控下游信號通路的轉導、蛋白表達進而調控細胞和組織器官功能[6]。miR-205 是現階段發現的與腫瘤有關的調節因子,在腫瘤細胞的轉移、凋亡中發揮作用[7]。最近的研究發現,miR-205還與膿毒癥有關,其在膿毒癥患者的血清中低表達,且miR-205表達越低,患者的預后情況越差[8]。在外界因素刺激引起的心肌損傷中發現miR-205 降低PM2.5 誘發的心肌細胞凋亡[9]。NF-κB 信號通路是一個在膿毒癥心肌損傷中具有促進作用的誘導因素,其激活可加劇膿毒癥導致的器官功能損傷[10]。目前對于miR-205在膿毒癥心肌細胞損傷中的作用尚不清楚。本實驗以LPS誘導構建體外膿毒癥心肌細胞損傷模型,研究miR-205 在膿毒癥心肌細胞凋亡、炎癥因子釋放、氧化損傷中的作用和可能機制,為靶向基因治療膿毒癥提供可能參考。
1.1 材料
1.1.1 實驗動物 清潔級SD 雄性大鼠,體質量260~280 g,購自海南省醫學實驗動物中心,按照12 h光照以及12 h 黑暗環境進行飼養,不限制飲水以及采食。
1.1.2 細胞與試劑 大鼠心肌細胞H9c2購自通派(上海)生物科技有限公司;LDH 檢測試劑盒、MDA檢測試劑盒、SOD 檢測試劑盒購自北京索萊寶科技有限公司;miRNA 第一鏈cDNA 合成試劑盒購自賽爾瑞成(北京)生命科學技術有限公司;SYBR Premix Ex Taq miRNA kit 購自武漢科昊佳生物科技有限公司;TNF-α 檢測試劑盒、IL-6 檢測試劑盒購自深圳子科生物科技有限公司;mimics control、miR-205 mimics 由百奧邁科生物技術有限公司構建合成;C-Caspase-3、NF-κBp65、GAPDH 抗體、二抗購自美國Abcam;GSH-Px 檢測試劑盒購自北京雷根生物技術有限公司。
1.2 方法
1.2.1 膿毒癥大鼠模型構建 參照文獻[11]構建膿毒癥大鼠模型,步驟簡述為:以10%水合氯醛對大鼠進行腹腔麻醉,將大鼠固定在操作臺上,沿腹中線位置在下腹部切開3 cm 的切口,將肌肉分離,找出盲腸,在靠近盲腸末端5 cm 處用絲線結扎,用9號針頭貫穿盲腸2次,小心擠壓腸管促進糞便從穿刺點溢出,將盲腸放回腹腔,關閉腹腔。手術結束以后,皮下注射生理鹽水(劑量為30 ml/kg)補充體液。手術結束以后,大鼠禁食,不限制飲水。將構建成功的膿毒癥大鼠模型記為膿毒癥組,同時設置正常組,正常組大鼠只進行盲腸探查術,不進行結扎。淘汰造模過程中死亡的大鼠,膿毒癥大鼠模型10 只中死亡1 只(死亡率為10%),將正常組的10 只大鼠中隨機淘汰1 只,兩組大鼠各剩余9 只。造模后12 h,取大鼠心肌組織用于后續實驗。
1.2.2 qRT-PCR 方法分析miR-205 表達 分別用Trizol 試劑提取心肌組織中的總RNA,然后在RNA內添加無RNA 酶水溶解RNA,RNA 置于-20 ℃條件下備用。本次實驗采用miRNA第一鏈cDNA合成試劑盒進行反轉錄反應,反應體系包括:1μl Stem-loop primer、4 μl miRNA、10 μl 2×miRNA L-RT Solution mix、1.5μl miRNA L-RT Enzyme mix,然后用RNasefree water 補充總體積至20 μl,均勻混合后置于16 ℃條件下溫浴30 min,然后以37 ℃條件溫浴30 min,在85 ℃條件下反應5 min,將合成的cDNA置于-20 ℃備用。按照SYBR Premix Ex Taq miRNA kit進行PCR 反應,PCR 反應的體系包括:1 μl Reverse Primer、1μl cDNA、12.5μl SYBR Premix Ex Taq Ⅱ、1 μl Forward Primer,然后用ddH2O 補充至25 μl,PCR 儀反應的程序設置如下:95 ℃30 s,95 ℃5 s,60 ℃30 s,55 ℃30 s,一共進行45 個循環,把U6 設置成內參,采用2-ΔΔCt法分別計算miR-205 的表達變化。本次PCR 使用的引物序列為:U6 正向引物5'-CTCGCTTCGGCAGCACA-3',反向引物5'-AACCCTTCACGAATTTGCGT-3';miR-205 正向引物5'-GCCGTCCTTCATTCCACCG-3',反向引物5'-TGCAGGGTCCGAGGTAT-3'。
1.2.3 TNF-α、IL-6 水平檢測 收集心肌組織,ELISA法檢測TNF-α、IL-6水平,步驟分別按照TNF-α檢測試劑盒和IL-6檢測試劑盒操作說明書進行。
1.2.4 TUNEL 法檢測細胞凋亡 將心肌組織置于4%多聚甲醛溶液中固定,常規方法制備5μm 厚的切片,用二甲苯洗滌2 次,在梯度乙醇中浸泡1 次,分別滴加Proteinase K 溶液繼續孵育20 min,加入50μl TUNEL 溶液,置于暗濕盒中反應1 h。最后添加50 μl converter-POD,放在暗濕盒內反應30 min。以DAB 染色,以蘇木素復染之后計數細胞凋亡指數。
1.2.5 細胞轉染以及分組 大鼠心肌細胞H9c2分為Control 組、LPS 組、miR-NC+LPS 組和miR-205+LPS 組,其中LPS、miR-NC+LPS、miR-205+LPS 組細胞分別在實驗開始時培養在含有1 mg/L LPS的細胞培養液內,miR-NC+LPS、miR-205+LPS 組心肌細胞在LPS 培養之前,需轉染mimics control、miR-205 mimics,Control 組細胞不做處理。細胞轉染的方法和具體操作步驟按照轉染試劑Lipofectamine2000說明書進行。培養24 h 后,收集各組心肌細胞培養液上清,按照1.2.3方法檢測TNF-α、IL-6水平。
1.2.6 CCK-8 方法檢測細胞凋亡 將各組心肌細胞分別接種至96 孔板,接種濃度約3×104個/ml,將細胞置于CO2培養箱中,培養24 h后取出培養板,分別在每孔內添加10μl的CCK-8溶液,將細胞板置于孔板振蕩儀內充分混合1 min,再把細胞培養板置于CO2培養箱中孵育4 h。取出培養板后用酶標儀檢測每孔的OD 值,計算存活率:存活率=實驗組OD值/對照組OD值×100%。
1.2.7 流式細胞術檢測細胞凋亡 收集各組培養24 h 后的心肌細胞,PBS 洗滌2 次,配制成濃度為5×105個/ml的細胞懸液。用移液槍分別吸取1 ml的細胞懸浮液于離心管內,800 g 離心10 min,繼續在細胞沉淀中添加200 μl 的結合緩沖溶液,再吸取5μl的Annexin V-FITC 以及5μl的PI染色液至細胞中,混合溶液避光在室溫下結合10 min。然后再次添加300μl 的結合緩沖溶液,利用流式細胞儀分析細胞凋亡情況。
1.2.8 Western blot 分析C-Caspase-3、NF-κBp65 蛋白表達 收集各組培養24 h 后的心肌細胞,PBS 潤洗2次,添加RIPA裂解試劑,放在冰上充分裂解反應20 min。取蛋白樣品,根據BCA方法測定濃度后,在蛋白內緩緩加入與蛋白溶液等體積的2×Loading Buffer,100 ℃煮沸5 min,促進蛋白變性。然后按照常規方法配制SDS-PAGE 凝膠(分離膠濃度為10%,濃縮膠濃度為5%),分別吸取40 μg 的蛋白添加到點樣孔中,打開電源,首先按照80 V 的條件在濃縮膠中電泳,在溴酚藍即將要到達分離膠時,更換為120 V 的電壓繼續電泳,在溴酚藍染料已經到達底部以后,關閉電源。將凝膠取出,然后和裁剪以后的NC膜放在轉移緩沖液內備用。設置250 mA的恒流進行轉膜,轉膜操作需要在冰上進行。轉膜結束后,將NC 膜置于封閉液(5%牛血清白蛋白)中,放在室溫下結合1 h。NC 膜放在抗體孵育袋內,一抗C-Caspase-3、NF-κBp65 抗體按照1∶500、1∶800 進行稀釋,4 ℃過夜孵育,再用二抗用封閉液按照1∶2 000進行稀釋,孵育1 h,然后按照ECL 方法進行顯色。利用軟件分析各條帶的灰度值,并將GAPDH 作為參照,分析目的蛋白的表達水平。
1.2.9 LDH、MDA、SOD、GSH-Px 水平檢測 收集各組培養24 h 后的培養液上清和心肌細胞,檢測培養液上清中LDH 水平,檢測細胞中MDA、SOD、GSH-Px 水平,操作步驟分別按照LDH 檢測試劑盒(二硝基苯肼法)、MDA 檢測試劑盒(硫代巴比妥酸法)、SOD 檢測試劑盒(黃嘌呤法)、GSH-Px檢測試劑盒說明書進行(比色法)。
1.2.10 NF-κB 信號激活劑對miR-205 的作用檢測 經轉染miR-205 mimics 的心肌細胞用1 mg/L LPS和1μmol/L的NF-κB信號激活劑PMA的培養液培養,記為miR-205+PMA+LPS 組,設置miR-205+LPS組為參照,按照上述相關方法檢測細胞增殖、凋亡和C-Caspase-3、NF-κBp65蛋白表達和LDH、MDA、SOD、GSH-Px、TNF-α、IL-6水平。
1.3 統計學分析 用SPSS21.0 軟件分析數據,計量資料用±s表示,兩組數據間比較用t檢驗,多組差異比較用單因素方差分析,P<0.05表示差異有統計學意義。
2.1 miR-205 在膿毒癥大鼠心肌組織中低表達與正常組相比,膿毒癥大鼠模型心肌組織中miR-205 表達水平降低,心肌組織中TNF-α、IL-6 水平升高,細胞凋亡指數升高。見表1。提示膿毒癥大鼠心肌組織中炎癥因子水平增加,細胞凋亡增多,miR-205在膿毒癥大鼠心肌組織中低表達。
表1 膿毒癥大鼠心肌組織中miR-205 表達水平、炎癥因子和細胞凋亡指數(±s,n=10)Tab.1 Expression level of miR-205,inflammatory fac?tors and apoptosis index in myocardial tissue of sepsis rats(±s,n=10)

表1 膿毒癥大鼠心肌組織中miR-205 表達水平、炎癥因子和細胞凋亡指數(±s,n=10)Tab.1 Expression level of miR-205,inflammatory fac?tors and apoptosis index in myocardial tissue of sepsis rats(±s,n=10)
Note:Compared with normal group,1)P<0.05.
Apoptosis index/%5.18±0.26 39.56±4.251)24.223<0.001 Groups Normal Sepsis tP miR-205 1.00±0.11 0.56±0.061)10.535<0.001 TNF-α/(pg·g-1)90.65±75.16 226.14±12.941)5.330<0.001 IL-6/(pg·g-1)156.27±13.84 497.22±17.231)46.282<0.001
2.2 miR-205 mimics 對LPS 誘導的心肌細胞增殖和凋亡影響 與Control 組相比,LPS 組心肌細胞中miR-205 水平降低,細胞存活率降低,細胞凋亡率升高,細胞中C-Caspase-3 蛋白表達增多,差異有統計學意義(P<0.05)。與miR-NC+LPS 組相比,miR-205+LPS 組心肌細胞中miR-205 水平升高,細胞存活率升高,細胞凋亡率降低,細胞中C-Caspase-3 蛋白表達減少,差異有統計學意義(P<0.05)。見圖1和表2。提示miR-205 mimics 提高LPS 誘導的心肌細胞增殖活性,抑制細胞凋亡。
表2 miR-205 mimics轉染后LPS誘導的心肌細胞存活率、凋亡率和C-Caspase-3蛋白水平(±s,n=9)Tab.2 Effects of miR-205 mimics on LPS-induced cardiomyocyte survival rate,apoptosis rate and C-Caspase-3 protein level(±s,n=9)

表2 miR-205 mimics轉染后LPS誘導的心肌細胞存活率、凋亡率和C-Caspase-3蛋白水平(±s,n=9)Tab.2 Effects of miR-205 mimics on LPS-induced cardiomyocyte survival rate,apoptosis rate and C-Caspase-3 protein level(±s,n=9)
Note:Compared with Control group,1)P<0.05;compared with miR-NC+LPS group,2)P<0.05.
miR-205 1.00±0.09 0.53±0.041)0.52±0.06 1.15±0.122)135.942<0.001 Groups Control LPS miR-NC+LPS miR-205+LPS FP Survival rate/%100.00±10.23 52.03±6.411)53.18±5.59 75.20±6.332)84.742<0.001 Apoptosis rate/%5.69±0.41 34.15±2.691)35.17±2.74 15.36±1.252)458.731<0.001 C-Caspase-3 protein 0.26±0.03 0.85±0.081)0.86±0.07 0.46±0.052)216.338<0.001

圖1 miR-205 mimics 轉染后LPS 誘導的心肌細胞凋亡變化Fig. 1 Changes of cardiomyocyte apoptosis induced by LPS after miR-205 mimics transfection
2.3 miR-205 mimics 對LPS 誘導的心肌細胞氧化損傷影響 與Control 組相比,LPS 組心肌細胞培養液上清中LDH 水平升高,細胞中MDA 水平升高,SOD、GSH-Px 水平降低,差異有統計學意義(P<0.05)。與miR-NC+LPS 組相比,miR-205+LPS 組心肌細胞培養液上清中LDH 水平降低,細胞中MDA水平降低,SOD、GSH-Px 水平升高,差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。提示miR-205 mimics 減弱LPS誘導的心肌細胞氧化損傷。
表3 miR-205 mimics 對LPS 誘導的心肌細胞LDH、MDA、SOD、GSH-Px 水平的影響(±s,n=9)Tab.3 Effects of miR-205 mimics on LPS-induced levels of LDH,MDA,SOD and GSH-Px in cardiomyocytes(±s,n=9)

表3 miR-205 mimics 對LPS 誘導的心肌細胞LDH、MDA、SOD、GSH-Px 水平的影響(±s,n=9)Tab.3 Effects of miR-205 mimics on LPS-induced levels of LDH,MDA,SOD and GSH-Px in cardiomyocytes(±s,n=9)
Note:Compared with Control group,1)P<0.05;compared with miR-NC+LPS group,2)P<0.05.
GSH-Px/(U·g-1)569.37±41.02 227.48±13.501)224.91±14.02 334.17±28.142)330.340<0.001 Groups Control LPS miR-NC+LPS miR-205+LPS FP LDH/(U·L-1)4.77±0.41 32.01±2.561)31.40±3.69 13.84±1.122)301.819<0.001 MDA/(μmol·g-1)9.86±0.78 26.32±2.211)25.78±2.30 16.74±1.312)178.941<0.001 SOD/(U·g-1)185.22±15.32 102.30±8.461)101.20±10.27 159.64±13.322)108.426<0.001
2.4 miR-205 mimics 對LPS 誘導的心肌細胞分泌炎癥因子影響 與Control 組相比,LPS 組心肌細胞培養液上清中TNF-α、IL-6 水平升高,差異有統計學意義(P<0.05)。與miR-NC+LPS 組相比,miR-205+LPS組心肌細胞培養液上清中TNF-α、IL-6水平降低,差異有統計學意義(P<0.05)。見表4。提示miR-205 mimics減弱LPS誘導的心肌細胞炎癥因子釋放。
表4 miR-205 mimics 轉染后LPS 誘導的心肌細胞培養液上清中TNF-α、IL-6水平(±s,n=9)Tab.4 Levels of TNF-α and IL-6 in culture supernatant of cardiomyocytes induced by LPS after miR-205 mimics transfection(±s,n=9)

表4 miR-205 mimics 轉染后LPS 誘導的心肌細胞培養液上清中TNF-α、IL-6水平(±s,n=9)Tab.4 Levels of TNF-α and IL-6 in culture supernatant of cardiomyocytes induced by LPS after miR-205 mimics transfection(±s,n=9)
Note:Compared with Control group,1)P<0.05;compared with miRNC+LPS group,2)P<0.05.
IL-6/(ng·L-1)512.02±43.26 1 684.20±126.021)1 689.14±152.78 1 034.63±65.792)256.464<0.001 Groups Control LPS miR-NC+LPS miR-205+LPS tP TNF-α/(ng·L-1)85.99±7.16 190.86±13.691)191.77±16.48 113.03±10.542)169.836<0.001
2.5 miR-205對LPS誘導的心肌細胞中NF-κB信號通路的影響 與Control 組相比,LPS 組心肌細胞中NF-κBp65 蛋白表達水平升高,差異有統計學意義(P<0.05)。與miR-NC+LPS組相比,miR-205+LPS組心肌細胞中NF-κBp65蛋白表達水平降低,差異有統計學意義(P<0.05)。見圖2 和表5。提示miR-205 mimics減弱LPS誘導的心肌細胞中NF-κB信號。

圖2 Western blot法分析miR-205 mimics轉染后LPS誘導的心肌細胞中NF-κBp65蛋白表達水平Fig.2 Western blot analysis of NF-κBp65 protein expres?sion in cardiomyocytes induced by LPS after miR-205 mimics transfection
表5 miR-205 mimics 轉染后LPS 誘導的心肌細胞中NFκBp65蛋白水平(±s,n=9)Tab.5 NF-κBp65 protein level in cardiomyocytes induced by LPS after miR-205 mimics transfection(±s,n=9)

表5 miR-205 mimics 轉染后LPS 誘導的心肌細胞中NFκBp65蛋白水平(±s,n=9)Tab.5 NF-κBp65 protein level in cardiomyocytes induced by LPS after miR-205 mimics transfection(±s,n=9)
Note:Compared with Control group,1)P<0.05;compared with miRNC+LPS group,2)P<0.05.
NF-κBp65 protein 0.26±0.03 0.77±0.091)0.80±0.06 0.39±0.042)186.338<0.001 Groups Control LPS miR-NC+LPS miR-205+LPS FP
2.6 NF-κB信號通路激活劑對miR-205調控的LPS誘導的心肌細胞凋亡、氧化損傷及炎癥因子釋放的影響 與miR-205+LPS 組相比,miR-205+PMA+LPS組心肌細胞存活率降低,凋亡率升高,細胞中C-Cas?pase-3、NF-κBp65蛋白水平升高,上清中LDH、TNF-α、IL-6水平升高,細胞中MDA 水平升高,SOD、GSH-Px水平降低,差異有統計學意義(P<0.05)。見表6 和圖3。提示NF-κB 信號通路激活劑逆轉miR-205 調控的LPS 誘導的心肌細胞凋亡、氧化損傷以及炎癥因子釋放作用。

圖3 NF-κB 信號激活劑對上調miR-205 影響LPS 誘導的心肌細胞凋亡的作用Fig.3 Effect of NF-κB signal activator on up-regulation of miR-205 and LPS-induced cardiomyocyte apoptosis
表6 miR-205 mimics 轉染以后LPS 誘導的心肌細胞存活率、凋亡率和C-Caspase-3、NF-κBp65 蛋白水平以及LDH、MDA、SOD、GSH-Px、TNF-α、IL-6水平(±s,n=9)Tab.6 LPS-induced cardiomyocyte survival rate,apoptosis rate,C-Caspase-3,NF-κBp65 protein levels and LDH,MDA,SOD,GSH-Px,TNF-α,IL-6 levels after miR-205 mimics transfection level(±s,n=9)

表6 miR-205 mimics 轉染以后LPS 誘導的心肌細胞存活率、凋亡率和C-Caspase-3、NF-κBp65 蛋白水平以及LDH、MDA、SOD、GSH-Px、TNF-α、IL-6水平(±s,n=9)Tab.6 LPS-induced cardiomyocyte survival rate,apoptosis rate,C-Caspase-3,NF-κBp65 protein levels and LDH,MDA,SOD,GSH-Px,TNF-α,IL-6 levels after miR-205 mimics transfection level(±s,n=9)
Note:Compared with miR-205+LPS group,1)P<0.05.
Groups LDH/(U·L-1)MDA/(μmol·g-1)SOD/(U·g-1)GSH-Px/(U·g-1)TNF-α/(ng·L-1)IL-6/(ng·L-1)Survival rate/%Apoptosis rate/%C-Caspase-3 protein NF-κBp65 protein miR-205+LPS miR-205+PMA+LPS 100.00±9.56 14.87±1.39 0.45±0.04 0.36±0.03 12.47±1.23 15.84±1.66 160.84±15.58 320.62±20.99 110.86±9.96 1 010.22±114.50 63.25±5.201)28.45±2.261)0.73±0.071)0.78±0.051)26.14±2.311)20.10±1.201)120.84±10.641)240.16±16.731)188.74±15.231)1 472.30±124.861)tP 12.131<0.001 15.355<0.001 10.419<0.001 21.609<0.001 15.670<0.001 6.239<0.001 6.360<0.001 8.993<0.001 12.839<0.001 8.138<0.001
miRNA 有多種作用,在機體疾病發生、正常胚胎發育等過程中均有調控功能。miRNA 沒有開放閱讀框,長度在20 nt 左右,其在多種生物體內普遍表達[12]。miRNA 和人類疾病的關系已經有很多研究報道,例如,miRNA 通過調控腫瘤細胞的侵襲、生長、凋亡影響腫瘤進程,miRNA 還與動脈粥樣硬化、阿爾茨海默病、關節炎等有關[13]。近些年來,很多研究證明在膿毒癥心肌損傷中同樣存在miRNA 的異常表達,且miRNA 還可能是膿毒癥治療的靶點[5]。miR-205 是一個參與調控腫瘤發生的調節因子,與腫瘤細胞的生長、凋亡等有關[7]。后續研究證明,miR-205 還和膿毒癥有關,其在膿毒癥患者中低表達與其預后不良具有相關性[8]。在PM2.5誘導的心肌細胞損傷中發現miR-205 表達下調,而上調miR-205抑制心肌細胞凋亡[9]。本研究結果顯示,膿毒癥大鼠心肌組織中miR-205 表達下調,而且miR-205 在LPS 誘導的體外膿毒癥心肌細胞損傷模型中也表達下調,LPS 誘導心肌細胞增殖抑制和促進凋亡,而上調miR-205能夠提高心肌細胞增殖活性,減少細胞凋亡,這說明miR-205 在膿毒癥心肌損傷中可能發揮保護作用。
膿毒癥的發生是一個極為復雜的過程,其造成的心肌損傷與細胞凋亡、炎癥因子釋放、氧化損傷等具有密切關系[14]。研究顯示,膿毒癥條件下,大量的TNF-α、IL-6 等炎癥因子能夠誘導機體內產生過多的氧自由基,加上抗氧化酶如SOD、GSH-Px 的活性下降,這些氧自由基并不能被及時清除,進而聚集在細胞內[15]。過量的氧自由基不僅會造成氧化損傷,還會激活細胞凋亡,首先,氧自由基能夠促進細胞內的脂質發生過氧化,產生MDA,同時脂質是細胞膜的主要成分,這就導致了細胞膜被破壞,原本存在于細胞內的LDH 被釋放至細胞外,因此,檢測MDA 和LDH 水平的變化能夠間接反映細胞氧化損傷程度[16]。其次,氧自由基還可以激活細胞內的Caspase 級聯反應,最終誘導細胞凋亡的發生[17]。Caspase-3 是Caspase 蛋白家族成員之一,其活化形成剪切的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3(Cleaved cysteinyl aspartate specific proteinase 3,CCaspase-3)后可以不可逆地催化細胞凋亡發生[18]。本實驗表明,miR-205 能夠抑制LPS 誘導的心肌細胞中C-Caspase-3 的表達,減少TNF-α、IL-6 釋放,降低MDA 和LDH 水平,提高SOD、GSH-Px 水平,提示miR-205 具有抑制LPS 誘導的心肌細胞凋亡、氧化損傷和炎癥因子釋放的作用。
NF-κB 信號通路是炎癥反應的經典信號通路,其被激活后可以誘導下游一系列炎癥反應,促進炎癥損傷[19]。另外,NF-κB 信號還參與細胞凋亡及氧化應激過程。NF-κBp65 是NF-κB 信號的關鍵亞單位,也是其激活水平的標志[20-21]。既往研究已經證明,NF-κB 信號活化促進膿毒癥損傷,而抑制NF-κB信號活化可改善膿毒癥多器官損傷[22-23]。本研究表明,miR-205 降低LPS 誘導的心肌細胞中NF-κBp65蛋白表達水平,而NF-κB 信號激活劑逆轉miR-205對LPS 誘導的心肌細胞凋亡、氧化損傷和炎癥因子釋放作用,提示miR-205 作用機制可能與NF-κB有關。
綜上,miR-205 在膿毒癥心肌組織中表達下調,上調miR-205 可能通過作用于NF-κB 信號通路抑制LPS 誘導的心肌細胞凋亡、氧化損傷和炎癥因子釋放,目前對miR-205 是通過何種機制影響NF-κB 信號通路進而調控心肌損傷的機制還不清楚,課題組在以后實驗中會進行詳細探討。本實驗結果為研究miR-205 在膿毒癥心肌損傷中的作用提供了參考,為靶向基因治療膿毒癥心肌損傷提供了資料。