雄激素受体抑制剂通过调节自噬改善EAM小鼠心肌炎症的机制研究

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心肌炎是一种常见的炎症病变,分为弥漫性炎症病变和心肌局限性炎症病变两大类型,病因复杂。心肌炎会导致机体出现心律失常,或导致心肌收缩和舒张功能持续下降等症状。心肌炎的临床表现相对复杂,病情严重程度各不相同。病情较轻的患者经过治疗可以恢复健康,病情严重的患者即使接受治疗也会导致不同程度的心力衰竭,或出现危及生命的心律失常,如果预后不佳可能发生猝死。按照病因进行分类,心肌炎可划分为三大类:一是感染性心肌炎;二是自身免疫性心肌炎;三是毒物/药物性心肌炎。临床统计结果显示,最为常见的心肌炎是病毒性心肌炎。心肌炎诊断的金标准是病理活检,但病理活检创伤大,需患者配合,且取材部位等因素导致敏感性和特异性不高。因此,我们需要稳定的动物模型来对心肌炎的病因和发病机制进行研究和试验,提出有效的治疗方案。就实验性自身免疫性心肌炎(Experimental autoimmune myocarditis,英文简称EAM)而言,其在临床领域比较常见,是一种因机体心肌抗体介导引发的心肌炎症反应。实验受体患上心肌炎后,内部固有免疫和获得性免疫都受到刺激发挥作用,这一过程近似病毒性心肌炎,可以作为临床试验的参考模型。研究和试验结果显示,心肌炎在性别方面区别明显,相比之下男性心肌炎患者的数量更多,病发概率更高,病情更重。导致这一明显差异的原因有很多,临床领域的学者和专家们一致表示,雄激素和受体是造成男性患者和女性患者病理差异的关键因素。雄激素选择性结合受体(androgenreceptor,简称AR),从而体现生物学功能和作用。AR是一种非常重要的核转录因子,部分分布在机体心肌组织内,也会出现在机体免疫细胞中。AR参与对机体的免疫反应进行控制和调节。在这个过程中,存在靶基因的转录,是影响机体心血管疾病病发概率的一个重要因素。研究结论显示,选择EAM小鼠作为研究对象的情况下,心肌炎症的反应状态是影响机体心肌组织内部AR表达的关键因素。换句话来讲,心肌炎症病情加剧,那么机体内部的AR表达就更显著,两者之间存在正向影响关系。AR是导致心肌炎症损伤程度加深的原因之一。目前,我们已经发现ASC-J9(Dimethylcurcumin,二甲基姜黄素)等效果显著的AR特异降解剂,能够对机体内部的全长及/或突变AR进行快速有效的降解,消除其生物学效应。而应用ASC-J9可以抑制巨噬细胞M1型极化,而促进其M2型极化,从而抑制EAM小鼠心肌炎症损伤。然而ASC-J9抑制心肌炎症反应的具体作用机制尚不明确。AR作为典型的核转录受体,有研究表明它与自噬相关。自噬是依赖溶酶体途径降解受损细胞器、变性蛋白的重要途径,是细胞的一种保护机制,通过自噬可以减轻不利环境的威胁,保护细胞不受外界因素的损伤,达成长期的细胞稳态。研究和试验结果已经证实,细胞自噬是影响机体炎症和免疫反应的关键因素,应该引起临床医学和学术研究的关注和重视,最大化挖掘其医学价值和研究价值。尤其在巨噬细胞中,自噬对调节炎症介质和细胞因子的分泌发挥重要作用。因此,我们猜想,ASC-J9是否通过调节细胞自噬尤其是心肌浸润的巨噬细胞自噬的途径改善EAM小鼠心肌炎症损伤。目的依据上述背景,本研究主要探究:1.ASC-J9是否可以改善EAM小鼠心肌炎症反应;2.ASC-J9是否可以调节心肌组织内细胞自噬水平;3.ASC-J9是否可以通过调节细胞自噬改善心肌炎症和细胞凋亡。实验方法1.动物模型的建立与分组将体重18-20g的雄性Balb/c小鼠随机分为五组,具体分组如下:①按照EAM小鼠建立试验模型:选择实验开始的当天和第7天作为时间节点,分别选择小鼠腹股沟区和腋下区作为皮下注射位置,注射一定剂量的心脏α肌球蛋白重链多肽(MyHC-α 614-629),诱导心肌炎症;②EAM+DMSO溶剂对照组:从实验第8天开始,隔天腹腔注射0.5%DMSO溶液0.3ml,直至第20天结束;③EAM+ASC-J9组:从实验第8天开始,隔天腹腔注射ASC-J9溶液,直至第20天结束;④EAM+3-MA组:从实验第8天开始,隔天腹腔注射3-MA溶液,直至第20天结束;⑤EAM+ASC-J9+3MA组:从实验第8天开始,于实验小鼠两侧腹腔分别注射3-MA、ASC-J9溶剂,间隔1d后再次注射,到试验开始后的第20天宣布试验结束。在实验开始的第21天对各组实验情况进行观察和统计,建立动物模型。2.各组小鼠心肌炎症情况评估对不同实验小组的小鼠内脏外观变化情况进行细致的观察,得到不同实验小组小鼠的心脏质量/体重比值(HW/BW),借助HE染色法对不同实验小组小鼠的心肌组织炎症细胞浸润水平进行统计和表达,计算出准确的炎症评分,为后续实验对照提供依据。ELISA法检测各组小鼠心肌组织及外周血清内炎症因子的表达。3.各组小鼠细胞心肌组织内自噬水平的检测应用透射电镜法观察各组小鼠心肌组织及细胞内自噬小体,评估细胞膜结构完整性及自噬小体数量。借助Western Blot法对不同实验小组小鼠的自噬相关蛋白LC3及P62表达水平进行统计和计算,得出结论。4.不同小小鼠实验对象的心肌组织内巨噬细胞的浸润程度与自噬水平的检测应用免疫荧光共定位染色,用F4/80+标记心肌组织间浸润的巨噬细胞,同时检测自噬标志物LC3在巨噬细胞内的表达。5.各组小鼠心肌组织内巨噬细胞的M1型极化水平的检测qRT-PCR法检测M1型巨噬细胞标志物iNOS表达量6.各组小鼠心肌组织内细胞凋亡水平的检测TUNEL法检测各组小鼠心肌组织细胞凋亡情况。实验结果1.ASC-J9可改善EAM小鼠心脏形态学及病理学变化。2.ASC-J9能够对EAM小鼠的炎症反应产生抑制作用,有效控制小鼠巨噬细胞浸润水平,并抑制巨噬细胞M1型极化。3.ASC-J9可以增强心肌组织内细胞自噬水平,增强心肌组织内浸润的巨噬细胞的自噬水平。4.ASC-J9的抑炎作用机制与增强EAM小鼠心肌组织细胞自噬水平相关。5.ASC-J9能够对实验EAM小鼠的浸润巨噬细胞发生作用,进一步提升巨噬细胞的自噬程度,抑制巨噬细胞M1型极化。6.ASC-J9可通过增强心肌组织细胞自噬,减少心肌组织内细胞凋亡。结论ASC-J9可以通过增强细胞自噬,从而抑制EAM小鼠心肌组织炎症反应,改善炎症损伤,减少心肌组织细胞凋亡;并且可以通过增强巨噬细胞自噬水平,抑制巨噬细胞向M1型极化,从而发挥抑制心肌炎症反应的作用。
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