基于铁死亡探讨白藜芦醇对脓毒症大鼠心肌损伤的作用机制的研究

目的:基于铁死亡探讨白藜芦醇对脓毒症心肌病(sepsis-induced cardiomyopathy,SIC)所致心肌损伤的作用机制。方法:通过盲肠结扎穿孔手术(CLP)制备大鼠SIC模型,将80只SPF级SD雄性大鼠按照不同处理分成以下组别:假手术(Sham)组,脓毒症模型(CLP)组,白藜芦醇低、中、高剂量白藜芦醇(L、M、H-RSV)组,铁死亡抑制剂(Fer-1)组,Sirt1抑制剂(EX527)组。各组大鼠造模24h后进行取材检测,通过心肌酶检测观察心肌损确认细节伤程度、心脏超声观察心功能障碍、HE病理学染色观察心肌组织形态学变化、细胞实验及透射电子显微镜观察线粒体损伤程度、免疫印迹法检测铁死亡相关蛋白GPX4、ACSL-4、TFR、FTH-1和关键调节蛋白Sirt1、Nrf2,免疫组化染色观察调节蛋白Nrf2表达情况,比色试剂盒检测Fe~(2+)、MDA、GSH含量,免疫荧光染色观察4-HNE变化评价脂质氧化程度。结果:(1)与Sham组相比,CLP组心肌酶明显上升,超声心动图显示左室射血分数下降,HE染色发现心肌细胞肿胀,炎症细胞浸润,在使用白藜芦醇后,发现它能以剂量依赖性的方式改善上述参数,同时使用铁死亡抑制剂也显示出保护作用。(2)透射电子显微镜观察到大鼠心肌细胞线粒体膜结构缺失、线粒体嵴模糊甚至消失,高剂量的白藜芦醇可以减轻线粒体损伤,H9C2心肌细胞实验进一步表明白藜芦醇可以减少ROS、降低线粒体膜电位,减轻LPS诱导的脓毒症改变。(3)观察大鼠心肌组织的铁死亡情况,发现相较于脓毒症模型组,高剂量白藜芦醇组中大鼠心肌组织铁死亡关键蛋白GPX4、FTH-1表达上调,ACSL-4、TFR表达下调,同时Fe~(2+)、GSH含量、MDA含量及4-HNE含量降低,说明高剂量白藜芦醇可以减轻铁死亡。(4)使用Sirt1抑制剂进一步明确白藜芦醇的作用机制,发现Sirt1可以增加Surgical antibiotic prophylaxisNrf2BMS-907351体内实验剂量表达,上调ACSL-4、TFR表达,下调GPX4、TFR表达,大鼠心肌组织中Fe~(2+)、GSH、MDA及4-HNE含量上升,加重了铁死亡。结论:本研究证实白藜芦醇可通过激活SIRT1/Nrf2信号通路调控铁代谢和脂质氧化,减少ROS产生和减轻线粒体损伤继而抑制铁死亡,从而改善了SIC所致的心功能障碍。