בהתבסס על ניסויים במבחנה , מחקר זה חשף את המנגנון של קרוצטין בתיקון נזקי עקה חמצונית של קרדיומיוציטים על ידי השפעה על מיטופגיה, שבה מסלול האיתות PINK1/Parkin ממלא תפקיד חשוב.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
בהתבסס על ניסויים במבחנה , מחקר זה חשף את המנגנון של קרוצטין בתיקון נזקי עקה חמצונית של קרדיומיוציטים על ידי השפעה על מיטופגיה, שבה מסלול האיתות PINK1/Parkin ממלא תפקיד חשוב.
מחקר זה נועד לחקור את ההשפעה החמצונית המגנה על עקה של קרוצטין על תאי שריר הלב H9c2 בתיווךH 2 O2באמצעות ניסויים במבחנה, ולחקור עוד יותר אם המנגנון שלו קשור להשפעה של מיטופגיה. מחקר זה נועד גם להדגים את ההשפעה הטיפולית של חומצה חריע על עקה חמצונית בקרדיומיוציטים ולחקור האם המנגנון שלה קשור להשפעת מיטופגיה. כאן, מודל עקה חמצונית מבוסס H 2 O2נבנה והעריך את מידת הפגיעה בעקה חמצונית של קרדיומיוציטים על ידי זיהוי רמות של לקטט דהידרוגנאז (LDH), קריאטין קינאז (CK), מלונדיאלדהיד (MDA), סופראוקסיד דיסמוטאז (SOD), קטלאז (CAT) וגלוטתיון פרוקסידאז (GSH Px). מיני חמצן תגובתי (ROS) - זיהוי צבע פלואורסצנטי DCFH-DA, JC-1 צבע וצבע טונל שימשו להערכת נזק מיטוכונדריאלי ואפופטוזיס. שטף אוטופגי נמדד על ידי הדבקת אדנווירוס Ad-mCherry-GFP-LC3B. חלבונים הקשורים למיטופגיה זוהו לאחר מכן באמצעות כתמים מערביים ואימונופלואורסנציה. עם זאת, קרוצטין (0.1-10 מיקרומטר) יכול לשפר באופן משמעותי את כדאיות התא ולהפחית אפופטוזיס ונזקי עקה חמצונית הנגרמים על ידי H 2 O2. בתאים עם הפעלה אוטופגית מוגזמת, קרוצטין יכול גם להפחית את זרימת האוטופגיה ואת הביטוי של חלבונים הקשורים למיטופגיה PINK1 ופרקין, ולהפוך את העברת פרקין למיטוכונדריה. קרוצטין יכול להפחית את נזקי העקה החמצונית בתיווך H 2 O2ואת האפופטוזיס של תאי H9c2, והמנגנון שלו היה קשור קשר הדוק למיטופגיה.
אוטם שריר הלב חריף (AMI) הוא נמק שריר הלב מסכן חיים הנגרם על ידי איסכמיה חמורה ומתמשכת והיפוקסיה לעורקים הכליליים 1,2. התערבות כלילית מלעורית (PCI) היא אחת האסטרטגיות הטיפוליות הקו הראשון עבור AMI, ובדרך כלל מגנה על קרדיומיוציטים מפני נזק איסכמי 3,4. שריר הלב הדיסטלי יהיה חסר אספקת דם וחמצן אם לא יטופל במהירות וביעילות לאחר AMI, מה שמוביל לנמק איסכמי וסיבוכים קרדיווסקולריים נוספים 5,6. קידום התאוששות קרדיומיוציטים ומזעור נזק בלתי הפיך לשריר הלב לאחר החמצת ההזדמנות הניתוחית PCI היה נקודה חמה מחקרית. לאחר AMI, קרדיומיוציטים נמצאים במצב של איסכמיה והיפוקסיה, וכתוצאה מכך עיכוב של זרחן חמצוני מיטוכונדריאלי, הפחתה של NAD+ ל-NADPH, והפחתה מוגברת של אלקטרונים בודדים7. כתוצאה מכך, תגובת ההפחתה החלקית של חמצן יוצרת עודף של מיני חמצן תגובתי (ROS) ובסופו של דבר מובילה לנזק לעקה חמצונית לקרדיומיוציטים8. הצטברות מוגזמת של ROS גורמת לחמצון שומנים, ומשבשת עוד יותר את המבנה והתפקוד של קרומי המיטוכונדריה. התוצאה היא פתיחה מתמשכת של נקבוביות המעבר בחדירות המיטוכונדריה וירידה בפוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלית, מה שגורם לאפופטוזיס ונמק.
מעכבי אנזים ממיר אנגיוטנסין (ACE), חוסמי קולטן אנגיוטנסין (ARBs), מעכבי β-אדרנוצפטורים, אנטגוניסטים לאלדוסטרון ותרופות סטנדרטיות אחרות ב-AMI יכולים לסייע בשיפור תפקוד הלב לאחר אוטם שריר הלב ולמנוע התרחשות של אירועים ממאירים, כגון הפרעות קצב ועיצוב מחדש של החדר השמאלי9. עם זאת, הישרדות לאחר אוטם ופרוגנוזה מושפעים מאוד מגודל האוטם, ולא הושגו תוצאות משביעות רצון להפחתת אפופטוזיסקרדיומיוציטים 10,11. לפיכך, פיתוח תרופות לקידום התאוששות קרדיומיוציטים לאחר אוטם שריר הלב הפך לנושא דחוף.
הרפואה המסורתית מהווה מקור השראה למחקר הפרמצבטי המודרני מזה שניםרבות 12,13,14,15. לרפואה הסינית המסורתית (TCM) יש היסטוריה ארוכה בטיפול ב- AMI, וסדרה של מחקרי בקרה אקראיים בשנים האחרונות אישרו כי TCM אכן יכול לשפר את הפרוגנוזה של חולים16,17. על פי תיאוריית TCM, AMI נגרמת על ידי קיפאון דם18,19, ולכן תרופות לקידום זרימת הדם משמשות בדרך כלל לטיפול ב- AMI בשלב החריף20. ביניהם, זעפרן הוא האמין יש השפעה חזקה על הפעלת הדם קיפאון, והוא משמש לעתים קרובות בטיפול חריף של AMI. Crocetin, מרכיב עיקרי של זעפרן, עשוי לשחק תפקיד מפתח בהגנה cardiomyocytes21.
במחקר זה, תאי שריר הלב H9c2 הושרו על ידי H 2 O2כדי לדמות איסכמיה / רפרפוזיה של שריר הלב, הגורמת לפגיעה קרדיומיוציטים של AMI, וקרוצטין שימש כהתערבות כדי לחקור את השפעתו המגנה מפני פגיעה חמצונית הנגרמת על ידי לחץ שריר הלב. המנגנון של קרוצטין המגן על קרדיומיוציטים נחקר עוד יותר באמצעות מיטופגיה. חשוב מכך, מאמר זה מספק התייחסות לגישה הטכנית לחקר המיטופגיה ומתאר בפירוט את כל הליך הניסוי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הניסויים בוצעו במעבדה לפיזיולוגיה באוניברסיטת בייג'ינג לרפואה סינית, סין. כל שיטות הלימוד בוצעו בהתאם להנחיות ולתקנות הרלוונטיות של אוניברסיטת בייג'ינג.
1. תרבית תאים
2. קביעת כדאיות התא
3. קביעת לקטט דהידרוגנאז (LDH), קריאטין קינאז (CK), מלונדיאלדהיד (MDA), סופראוקסיד דיסמוטאז (SOD), גלוטתיון פרוקסידאז (GSH Px) וקטלאז (CAT)
4. קביעת ROS
5. איתור פוטנציאל של קרום המיטוכונדריה
6. בדיקת צביעת טונל
7. ניטור זרימה אוטופגית על ידי טרנספקציה של mCherry GFP-LC3B אדנווירוס
8. ניתוח כתמים מערביים
9. זיהוי טרנסלוקציה מיטוכונדריאלית של פרקין על ידי immunofluorescence
10. ניתוח סטטיסטי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השפעות של crocetin על כדאיות התא
קרוצטין ב-0.1 מיקרומטר, 0.5 מיקרומטר, 1 מיקרומטר, 5 מיקרומטר, 10 מיקרומטר, 50 מיקרומטר ו-100 מיקרומטר השפיע באופן משמעותי על התאים, בעוד שלקרוצטין בריכוזים מעל 200 מיקרומטר הייתה השפעה משמעותית על השגשוג של תאי H9c2 (איור 1A). לאחר 4 שעות של טיפול עם 400 מיקרומטר H 2 O2, כדאיות התא הופחתה במידה ניכרת, וקרוצטין יכול היה להפוך את השינוי הזה במידה מסוימת (איור 1B). מאחר שלא נצפה הבדל משמעותי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חקר מרכיבים יעילים מתרכובות מורכבות של תרופות טבעיות באמצעות טכנולוגיה מתקדמת היה מוקד חם של מחקר TCM29, והוא יכול לספק ראיות מעבדה לפיתוח תרופות עתידיות לאחר אימות. חריע היא תרופה מייצגת בטיפול ב"קידום זרימת הדם ומזעור קיפאון הדם" והיא נמצאת בשימוש נרחב בטיפול באוטם שריר הלב30,31. מאמינים כי לזעפרן יש השפעות דומות לחריע והשפעתו בקידום זרימת הדם ובהסרת קיפאון הדם טובה משמעותית מחריע31,32...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר.
מחקר זה נתמך על ידי הקרן למדעי הטבע של בייג'ינג (מס '7202119) והקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מס '82274380).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.25% טריפסין | Gibco | 2323363 | |
| 1% פניצילין-סטרפטומיצין | Sigma | V900929 | |
| 5x מאגר העמסת חלבון | בייג'ינג Pulilai Gene Technology | B1030-5 | |
| Ad-mCherry GFP-LC3B אדנו-וירוס | Beyotime | C3011 | |
| Alexa Fluor 488 מצומד עז נגד ארנב IgG (H+L) | ג'ונגשאן גשר הזהב ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | ZF-0514 | |
| Alexa Fluor 594-מצומד עז נגד עכבר IgG (H+L) | Zhongshan Golden Bridge Biotechnology Co., Ltd. | ZF-0513 | |
| תמיסת חסימה ללא בעלי חיים | CST | 15019s | |
| נוגדן נגד פרקין | סנטה קרוז | sc-32282 | |
| נוגדן אנטי-ורוד1 | ABclonal | A11435 | |
| נוגדן נגד TOM20 | ABclonal | A19403 | |
| אנטי-&בטא;-אקטין נוגדן | ABclonal | AC026 | |
| ערכת בדיקת חלבון BCA | KeyGEN Biotech | KGP902 | |
| צלחת ספירת תאי דם | Servicebio | WG607 | |
| ערכות בדיקת CAT | נאנג'ינג ג'יאנצ'נג המכון לביו-הנדסה | A007-1-1 | |
| מערכת זיהוי כימילומינסנציה | שנחאי Qinxiang מפעל מכשירים מדעיים | ChemiScope 6100 | |
| CK ערכות בדיקה | נאנג'ינג ג'יאנצ'נג המכון לביו-הנדסה | A032-1-1 | |
| קו-אנזים Q10 (CoQ 10) | מקלין | C6129 | |
| Crocetin | Chengdu Ruifensi Biotechnology Co., Ltd. | RFS-Z01802006012 | |
| טבליות מרווה אנטי-פלואורסצנטיות המכילות DAPI | Zhongshan Golden Bridge Biotechnology Co., Ltd. | ZLI-9557 | |
| DCFH-DA | Beyotime | S0033S | |
| DMSO | Solarbio | D8371 | |
| מדיום הנשר השונה (DMEM) של | Gibco | 8122091 | |
| תמיסת כימילומינסנציה משופרת (ECL) | NCM Biotech | P10100 | |
| סרום בקר עוברי (FBS) | Corning-Cellgro | 35-081-CV | |
| פריזמה GraphPad 7.0 | ערכות בדיקת https://www.graphpad.com/ | ||
| GSH-Px נאנג'ינג | ג'יאנצ'נג מכון ביו-הנדסה | A005-1-2 | |
| H9c2 תאי שריר הלב | בייג'ינג Dingguochangsheng Biotech Co., Ltd. | CS0062 | |
| חזרת פרוקסידאז (HRP)-מצומד עז נגד עזים IgG (H+L) | ג'ונגשאן גשר הזהב ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | ZB-2305 | |
| חזרת פרוקסידאז (HRP) - מצומד עז נגד עכבר IgG (H+L) | ג'ונגשאן גשר הזהב ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | ZB-2301 | |
| JC-1 ערכת בדיקת פוטנציאל ממברנה מיטוכונדריאלית | LABLEAD | J22202 | |
| ערכות בדיקת LDH | נאנג'ינג ג'יאנצ'נג המכון לביו-הנדסה | A020-2-2 | |
| ערכות בדיקת MDA | נאנג'ינג ג'יאנצ'נג המכון לביו-הנדסה | A003-2-2 | |
| מתנול | אלאדין | A2114057 | |
| בדיקת MTS | Promega | G3581 | |
| Perhydrol | G-clone | CS7730 | |
| מעכב פוספטאז | CWBIO | CW2383 | |
| Polybrene | Beyotime | C0351 | |
| ממברנות פוליווינילידן דיפלואוריד (PVDF) | Millipore | ISEQ00010 | |
| מאגר ליזה של בדיקת רדיו-אימונופרזיציה (RIPA) | Solarbio | R0010 | |
| SDS-PAGE ג'לים | שנחאי Epizyme טכנולוגיה ביו-רפואית | PG112 | |
| SDS-PAGE ריצה אבקת מאגר | Servicebio | G2018-1L | |
| SDS-PAGE העברת אבקת מאגר | Servicebio | G2017-1L | |
| ערכות בדיקת SOD | נאנג'ינג Jiancheng מכון ביו-הנדסה | A001-2-2 | |
| אבקת מלח Tris-buffered | Servicebio | G0001-2L | |
| Triton X-100 | Sigma | ||
| TUNEL | Beyotime | C1086 | |
| Tween-20 | Solarbio | T8220 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.