Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác dụng chống tăng lipid huyết, chống viêm và cải thiện của việc ức chế DRP1 trên chuột bị nhồi máu cơ tim do thí nghiệm
Tóm tắt
Nghiên cứu này nhằm điều tra vai trò sinh học của DRP1 trong nhồi máu cơ tim (MI) phối hợp với tăng lipid máu (HL). Dựa trên các tài liệu hiện có, 10 gen liên quan đến MI với HL (HL-MI) đã được sàng lọc và phát hiện từ các mẫu lâm sàng. Chế độ ăn giàu chất béo (HFD) đã được sử dụng để thiết lập mô hình chuột HL, sau đó chuột được tiêm dưới da với PBS hoặc isoproterenol hydrochloride để gây ra MI cấp tính. Sau đó, những con chuột có HL-MI được tiêm bằng pcDNA3.1, pcDNA3.1-DRP1, sh-NC, hoặc sh-DRP1. Các mức cholesterol toàn phần (TC), triglycerid (TG), cholesterol lipoprotein mật độ cao (HDL-C), và cholesterol lipoprotein mật độ thấp (LDL-C) trong huyết thanh được đo. Chức năng tim được đánh giá bằng cách phát hiện tỉ lệ co bóp thất trái (LVFS) và tỉ lệ khối lượng tống máu thất trái (LVEF). Kích thước nhồi máu và những thay đổi mô bệnh học cũng được đánh giá cùng với sự apoptosis của cơ tim và sự lắng đọng collagen. Nồng độ IL-6, IL-1β, và TNF-α trong huyết thanh và mô tim của chuột cũng được đo bằng ELISA. Chức năng ti thể được thể hiện bằng cách đo hình dạng, điện thế màng ti thể (MMP), và mức độ các loại oxy phản ứng nội bào (ROS). Các protein pro-apoptotic (Bax, caspase-1, và caspase-1 cleaved) và sự kích hoạt inflammasome NLRP3 cũng được đánh giá. Sự biểu hiện của 10 gen được đo trong các mẫu lâm sàng và DRP1 được chọn cho các thí nghiệm tiếp theo với sự biểu hiện lên cao một cách đáng kể ở bệnh nhân MI. Những chuột bị gây tăng lipid do HFD cho thấy tăng cân, đi đôi với mức TG, TC, và LDL-C cao hơn và mức HDL-C thấp hơn. So với nhóm BD-PBS, nhóm HFD-PBS trình bày mức độ biểu hiện mRNA và protein của DRP1 cao hơn, chức năng tim suy giảm, kích thước nhồi máu lớn hơn, mất tế bào cơ tim và sự mất trật tự trong cấu trúc tế bào cơ tim. Trong mô hình chuột HL-MI, việc tiêm pcDNA3.1-DRP1 làm tăng mức lipid huyết thanh và cytokine viêm, gây mất một số tế bào cơ tim và sự lắng đọng collagen, cũng như làm giảm LVFS và LVEF, trong khi việc tiêm sh-DRP1 cải thiện tổn thương cơ tim, viêm và tình trạng apoptosis và xơ hóa tế bào cơ tim. Trong các tế bào nội mô mạch vành từ chuột, sự mất MMP đã được quan sát thấy ở các nhóm HFD-MI, LV-NC, LV-DRP1, và sh-NC và đồng thời, nhóm sh-DRP1 cho thấy MMP tăng lên và mức độ ROS ti thể, cytochrome C, protein pro-apoptotic, và NLRP3 giảm. Việc ức chế DRP1 đã giảm đáng kể tình trạng HL, viêm hệ thống, và tổn thương cơ tim do HL-MI gây ra thông qua phần nào phục hồi chức năng ti thể và giảm biểu hiện NLRP3.
Từ khóa
#DRP1 #nhồi máu cơ tim #tăng lipid huyết #viêm #chức năng ti thể #apoptosis cơ timTài liệu tham khảo
Chorawala, M. R., Prakash, P., Doddapattar, P., Jain, M., Dhanesha, N., & Chauhan, A. K. (2018). Deletion of extra domain A of fibronectin reduces acute myocardial ischaemia/reperfusion injury in hyperlipidaemic mice by limiting thrombo-inflammation. Thrombosis and Haemostasis, 118, 1450–1460.
Hemalatha, K. L., & StanelyMainzen Prince, P. (2015). Antihyperlipidaemic, antihypertrophic, and reducing effects of zingerone on experimentally induced myocardial infarcted rats. Journal of Biochemical and Molecular Toxicology, 29, 182–188.
Wang, X., & Song, Q. (2018). Mst1 regulates post-infarction cardiac injury through the JNK-Drp1-mitochondrial fission pathway. Cellular & Molecular Biology Letters, 23, 21.
Kim, C. Y., Lee, J. H., Jang, S. Y., Bae, M. H., Yang, D. H., Park, H. S., Cho, Y., Jeong, M. H., Park, J. S., Kim, H. S., Hur, S. H., Seong, I. W., Cho, M. C., Kim, C. J., Chae, S. C., & Korea Acute Mycocardial Infraction Regsitry—National Institute of Health Investigators. (2019). Usefulness of calculation of cardiovascular risk factors to predict outcomes in patients with acute myocardial infarction. American Journal of Cardiology, 124, 857–863.
Shao, Y., Huo, D., Peng, Q., Pan, Y., Jiang, S., Liu, B., & Zhang, J. (2017). Lactobacillus plantarum HNU082-derived improvements in the intestinal microbiome prevent the development of hyperlipidaemia. Food & Function, 8, 4508–4516.
Wake, M., Oh, A., Onishi, Y., Guelfucci, F., Shimasaki, Y., & Teramoto, T. (2019). Adherence and persistence to hyperlipidemia medications in patients with atherosclerotic cardiovascular disease and those with diabetes mellitus based on administrative claims data in Japan. Atherosclerosis, 282, 19–28.
Kupai, K., Csonka, C., Fekete, V., Odendaal, L., van Rooyen, J., de Marais, W., Csont, T., & Ferdinandy, P. (2009). Cholesterol diet-induced hyperlipidemia impairs the cardioprotective effect of postconditioning: Role of peroxynitrite. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology, 297, H1729-1735.
Ma, Y., Ma, L., Ma, J., Wu, R., Zou, Y., & Ge, J. (2020). Hyperlipidemia inhibits the protective effect of lisinopril after myocardial infarction via activation of dendritic cells. Journal of Cellular and Molecular Medicine, 24, 4082–4091.
Andreadou, I., Daiber, A., Baxter, G. F., Brizzi, M. F., Di Lisa, F., Kaludercic, N., Lazou, A., Varga, Z. V., Zuurbier, C. J., Schulz, R., & Ferdinandy, P. (2021). Influence of cardiometabolic comorbidities on myocardial function, infarction, and cardioprotection: Role of cardiac redox signaling. Free Radical Biology & Medicine, 166, 33–52.
Yu, W., Sun, S., Xu, H., Li, C., Ren, J., & Zhang, Y. (2020). TBC1D15/RAB7-regulated mitochondria-lysosome interaction confers cardioprotection against acute myocardial infarction-induced cardiac injury. Theranostics, 10, 11244–11263.
Jin, J. Y., Wei, X. X., Zhi, X. L., Wang, X. H., & Meng, D. (2020). Drp1-dependent mitochondrial fission in cardiovascular disease. Acta Pharmacologica Sinica. https://doi.org/10.1038/s41401-020-00518-y
Disatnik, M. H., Ferreira, J. C., Campos, J. C., Gomes, K. S., Dourado, P. M., Qi, X., & Mochly-Rosen, D. (2013). Acute inhibition of excessive mitochondrial fission after myocardial infarction prevents long-term cardiac dysfunction. Journal of American Heart Association, 2, e000461.
Ding, M., Dong, Q., Liu, Z., Liu, Z., Qu, Y., Li, X., Huo, C., Jia, X., Fu, F., & Wang, X. (2017). Inhibition of dynamin-related protein 1 protects against myocardial ischemia-reperfusion injury in diabetic mice. Cardiovascular Diabetology, 16, 19.
Hu, Q., Zhang, H., Gutierrez Cortes, N., Wu, D., Wang, P., Zhang, J., Mattison, J. A., Smith, E., Bettcher, L. F., Wang, M., Lakatta, E. G., Sheu, S. S., & Wang, W. (2020). Increased Drp1 acetylation by lipid overload induces cardiomyocyte death and heart dysfunction. Circulation Research, 126, 456–470.
Sahu, B. D., Anubolu, H., Koneru, M., Kumar, J. M., Kuncha, M., Rachamalla, S. S., & Sistla, R. (2014). Cardioprotective effect of embelin on isoproterenol-induced myocardial injury in rats: Possible involvement of mitochondrial dysfunction and apoptosis. Life Sciences, 107, 59–67.
Burja, B., Kuret, T., Janko, T., Topalovic, D., Zivkovic, L., Mrak-Poljsak, K., Spremo-Potparevic, B., Zigon, P., Distler, O., Cucnik, S., Sodin-Semrl, S., Lakota, K., & Frank-Bertoncelj, M. (2019). Olive leaf extract attenuates inflammatory activation and DNA damage in human arterial endothelial cells. Frontiers in Cardiovascular Medicine, 6, 56.
Javaheri, A., Bajpai, G., Picataggi, A., Mani, S., Foroughi, L., Evie, H., Kovacs, A., Weinheimer, C. J., Hyrc, K., Xiao, Q., Ballabio, A., Lee, J. M., Matkovich, S. J., Razani, B., Schilling, J. D., Lavine, K. J., & Diwan, A. (2019). TFEB activation in macrophages attenuates postmyocardial infarction ventricular dysfunction independently of ATG5-mediated autophagy. JCI Insight. https://doi.org/10.1172/jci.insight.127312
Ni, S. H., Sun, S. N., Zhou, Z., Li, Y., Huang, Y. S., Li, H., Wang, J. J., Xiao, W., Xian, S. X., Yang, Z. Q., Wang, L. J., & Lu, L. (2020). Arctigenin alleviates myocardial infarction injury through inhibition of the NFAT5-related inflammatory phenotype of cardiac macrophages/monocytes in mice. Laboratory Investigation, 100, 527–541.
Nural-Guvener, H. F., Mutlu, N., & Gaballa, M. A. (2013). BACE1 levels are elevated in congestive heart failure. Neuroscience Letters, 532, 7–11.
Shia, W. C., Ku, T. H., Tsao, Y. M., Hsia, C. H., Chang, Y. M., Huang, C. H., Chung, Y. C., Hsu, S. L., Liang, K. W., & Hsu, F. R. (2011). Genetic copy number variants in myocardial infarction patients with hyperlipidemia. BMC Genomics, 12(Suppl 3), S23.
Su, H., Li, Y., Hu, D., Xie, L., Ke, H., Zheng, X., & Chen, W. (2018). Procyanidin B2 ameliorates free fatty acids-induced hepatic steatosis through regulating TFEB-mediated lysosomal pathway and redox state. Free Radical Biology & Medicine, 126, 269–286.
Zhang, X., Chen, X., Qi, T., Kong, Q., Cheng, H., Cao, X., Li, Y., Li, C., Liu, L., & Ding, Z. (2019). HSPA12A is required for adipocyte differentiation and diet-induced obesity through a positive feedback regulation with PPARgamma. Cell Death and Differentiation, 26, 2253–2267.
Zhu, Y. J., Wang, C., Song, G., Zang, S. S., Liu, Y. X., & Li, L. (2015). Toll-like receptor-2 and -4 are associated with hyperlipidemia. Molecular Medicine Reports, 12, 8241–8246.
DattaChaudhuri, R., Banerjee, D., Banik, A., & Sarkar, S. (2020). Severity and duration of hypoxic stress differentially regulates HIF-1alpha-mediated cardiomyocyte apoptotic signaling milieu during myocardial infarction. Archives of Biochemistry and Biophysics, 690, 108430.
Radhiga, T., Senthil, S., Sundaresan, A., & Pugalendi, K. V. (2019). Ursolic acid modulates MMPs, collagen-I, alpha-SMA, and TGF-beta expression in isoproterenol-induced myocardial infarction in rats. Human and Experimental Toxicology, 38, 785–793.
Kannan, M. M., & Quine, S. D. (2013). Ellagic acid inhibits cardiac arrhythmias, hypertrophy and hyperlipidaemia during myocardial infarction in rats. Metabolism, 62, 52–61.
Tao, A., Xu, X., Kvietys, P., Kao, R., Martin, C., & Rui, T. (2018). Experimental diabetes mellitus exacerbates ischemia/reperfusion-induced myocardial injury by promoting mitochondrial fission: Role of down-regulation of myocardial sirt1 and subsequent Akt/Drp1 interaction. International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 105, 94–103.
Cao, K., Xu, J., Zou, X., Li, Y., Chen, C., Zheng, A., Li, H., Li, H., Szeto, I. M., Shi, Y., Long, J., Liu, J., & Feng, Z. (2014). Hydroxytyrosol prevents diet-induced metabolic syndrome and attenuates mitochondrial abnormalities in obese mice. Free Radical Biology & Medicine, 67, 396–407.
Shen, Y. L., Shi, Y. Z., Chen, G. G., Wang, L. L., Zheng, M. Z., Jin, H. F., & Chen, Y. Y. (2018). TNF-alpha induces Drp1-mediated mitochondrial fragmentation during inflammatory cardiomyocyte injury. International Journal of Molecular Medicine, 41, 2317–2327.
Zou, X., Xie, L., Wang, W., Zhao, G., Tian, X., & Chen, M. (2020). FK866 alleviates cerebral pyroptosis and inflammation mediated by Drp1 in a rat cardiopulmonary resuscitation model. International Immunopharmacology, 89, 1032.
Ferko, M., Farkasova, V., Jasova, M., Kancirova, I., Ravingerova, T., DurisAdameova, A., Andelova, N., & Waczulikova, I. (2018). Hypercholesterolemia antagonized heart adaptation and functional remodeling of the mitochondria observed in acute diabetes mellitus subjected to ischemia/reperfusion injury. Journal of Physiology and Pharmacology. https://doi.org/10.26402/jpp.2018.5.03
Chan, D. C. (2012). Fusion and fission: Interlinked processes critical for mitochondrial health. Annual Review of Genetics, 46, 265–287.
Givvimani, S., Pushpakumar, S. B., Metreveli, N., Veeranki, S., Kundu, S., & Tyagi, S. C. (2015). Role of mitochondrial fission and fusion in cardiomyocyte contractility. International Journal of Cardiology, 187, 325–333.
Wu, W., Jing, D., Huang, X., Yang, W., & Shao, Z. (2020). Drp1-mediated mitochondrial fission is involved in oxidized low-density lipoprotein-induced AF cella poptosis. Journal of Orthopaedic Research. https://doi.org/10.1002/jor.24828
Sharp, W. W., Fang, Y. H., Han, M., Zhang, H. J., Hong, Z., Banathy, A., Morrow, E., Ryan, J. J., & Archer, S. L. (2014). Dynamin-related protein 1 (Drp1)-mediated diastolic dysfunction in myocardial ischemia-reperfusion injury: Therapeutic benefits of Drp1 inhibition to reduce mitochondrial fission. The FASEB Journal, 28, 316–326.
Kelley, N., Jeltema, D., Duan, Y., & He, Y. (2019). The NLRP3 inflammasome: An overview of mechanisms of activation and regulation. International Journal of Molecular Science. https://doi.org/10.3390/ijms20133328
Toldo, S., & Abbate, A. (2018). The NLRP3 inflammasome in acute myocardial infarction. Nature Reviews Cardiology, 15, 203–214.
Zhou, Z., Wang, Z., Guan, Q., Qiu, F., Li, Y., Liu, Z., Zhang, H., Dong, H., & Zhang, Z. (2016). PEDF inhibits the activation of NLRP3 inflammasome in hypoxia cardiomyocytes through PEDF receptor/phospholipase A2. International Journal of Molecular Sciences. https://doi.org/10.3390/ijms17122064