A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
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.
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
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 ...
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 הלב
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).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.25% trypsin | Gibco | 2323363 | |
1% Penicillin-streptomycin | Sigma | V900929 | |
5x protein loading buffer | Beijing Pulilai Gene Technology | B1030-5 | |
Ad-mCherry GFP-LC3B adenovirus | Beyotime | C3011 | |
Alexa Fluor 488-conjugated goat anti-rabbit IgG (H+L) | Zhongshan Golden Bridge Biotechnology Co., Ltd. | ZF-0514 | |
Alexa Fluor 594-conjugated goat anti-mouse IgG (H+L) | Zhongshan Golden Bridge Biotechnology Co., Ltd. | ZF-0513 | |
Animal-free blocking solution | CST | 15019s | |
Anti-Parkin antibody | Santa Cruz | sc-32282 | |
Anti-PINK1 antibody | ABclonal | A11435 | |
Anti-TOM20 antibody | ABclonal | A19403 | |
Anti-β-actin antibody | ABclonal | AC026 | |
BCA protein assay kit | KeyGEN Biotech | KGP902 | |
Blood cell counting plate | Servicebio | WG607 | |
CAT assay kits | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | A007-1-1 | |
Chemiluminescence detection system | Shanghai Qinxiang Scientific Instrument Factory | ChemiScope 6100 | |
CK assay kits | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | A032-1-1 | |
Coenzyme Q10 (CoQ 10) | Macklin | C6129 | |
Crocetin | Chengdu Ruifensi Biotechnology Co., Ltd. | RFS-Z01802006012 | |
DAPI-containing antifluorescence quenching tablets | Zhongshan Golden Bridge Biotechnology Co., Ltd. | ZLI-9557 | |
DCFH-DA | Beyotime | S0033S | |
DMSO | Solarbio | D8371 | |
Dulbecco's modified eagle medium (DMEM) | Gibco | 8122091 | |
Enhanced Chemiluminescence (ECL) solution | NCM Biotech | P10100 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Corning-Cellgro | 35-081-CV | |
GraphPad Prism 7.0 | https://www.graphpad.com/ | ||
GSH-Px assay kits | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | A005-1-2 | |
H9c2 myocardial cells | Beijing Dingguochangsheng Biotech Co., Ltd. | CS0062 | |
Horseradish peroxidase (HRP)-conjugated goat anti-goat IgG (H+L) | Zhongshan Golden Bridge Biotechnology Co., Ltd. | ZB-2305 | |
Horseradish peroxidase (HRP)-conjugated goat anti-mouse IgG (H+L) | Zhongshan Golden Bridge Biotechnology Co., Ltd. | ZB-2301 | |
JC-1 mitochondrial membrane potential assay kit | LABLEAD | J22202 | |
LDH assay kits | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | A020-2-2 | |
MDA assay kits | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | A003-2-2 | |
Methanol | Aladdin | A2114057 | |
MTS assay | Promega | G3581 | |
Perhydrol | G-clone | CS7730 | |
Phosphatase inhibitor | CWBIO | CW2383 | |
Polybrene | Beyotime | C0351 | |
Polyvinylidene difluoride (PVDF) membranes | Millipore | ISEQ00010 | |
Radioimmunoprecipitation assay (RIPA) lysis buffer | Solarbio | R0010 | |
SDS-PAGE gels | Shanghai Epizyme Biomedical Technology | PG112 | |
SDS-PAGE running buffer powder | Servicebio | G2018-1L | |
SDS-PAGE transfer buffer powder | Servicebio | G2017-1L | |
SOD assay kits | Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute | A001-2-2 | |
Tris-buffered saline powder | Servicebio | G0001-2L | |
Triton X-100 | Sigma | SLCC9172 | |
TUNEL apoptosis assay kit | Beyotime | C1086 | |
Tween-20 | Solarbio | T8220 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved