《Microvascular Research》:Ciprofol protects against hypoxia/reoxygenation-induced injury in cardiac microvascular endothelial cells via the DYRK1A/PI3K/AKT signaling pathway
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西普罗福(Ciprofol)能够保护人脐静脉内皮细胞(HUVECs)免受缺氧/再氧合引起的损伤。
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西普罗福(Ciprofol)能够保护人脐静脉内皮细胞(HUVECs)免受缺氧/再氧合引起的损伤。
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西普罗福(CIP)可恢复在缺氧/再氧合(H/R)损伤后HUVECs的增殖、迁移能力和生存能力。
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西普罗福(CIP)能够减少细胞凋亡和DNA损伤,并抑制caspase-3的活化。
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西普罗福(CIP)可以下调DYRK1A的表达并激活PI3K/AKT信号通路。
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西普罗福(CIP)通过DYRK1A/PI3K/AKT轴介导其对细胞的保护作用。
引言
缺血-再灌注损伤(I/R)是心肌梗死、中风、器官移植和大型血管手术中的关键病理生理事件(Cai等人,2022年)。虽然迅速恢复血流对组织存活至关重要,但它却会通过活性氧(ROS)的爆发、钙超载和炎症通路的失调反而加剧内皮功能障碍(Bejarano等人,2018年)。I/R损伤的主要靶点是血管内皮,即覆盖整个血管系统的单层内皮细胞。在I/R压力下,内皮细胞会转变为促炎表型,表现为屏障完整性降低、血管活性物质释放减少以及促凝物质的产生增加(Haybar等人,2019年;Rajendran等人,2013年)。因此,精确调控内皮对I/R的反应对于维持细胞稳态至关重要;过度的炎症会导致不良的组织重塑,而恢复不足则会延长缺血性损伤。因此,阐明内皮适应I/R的分子机制对于开发针对性的治疗策略至关重要。
双特异性酪氨酸磷酸化调节激酶1A(DYRK1A)最近被发现是一种多效细胞命运调节因子,在细胞增殖、凋亡和细胞骨架动态中发挥作用(Shukla等人,2022年)。最初发现DYRK1A与神经元发育和唐氏综合征有关,它能够磷酸化多种底物以调节细胞过程(Wegiel等人,2008年)。尽管DYRK1A被认为与内皮细胞的剪切应力感知和血管生成有关,但其在缺血应力下的作用仍大部分未被探索(Breslin和Kurtz,2009年)。越来越多的证据表明,DYRK1A通过PI3K/AKT通路发挥作用,该通路在I/R期间会被缺氧诱导因子(HIFs)和ROS激活(Murillo等人,2025年;C. Zhang等人,2022年)。然而,DYRK1A在缺氧内皮中是具有保护作用还是有害作用,以及其活性如何与PI3K/AKT信号通路相互作用,目前尚不明确。
西普罗福(CIP)是一种新型静脉麻醉剂,源自苯酚环己醇骨架,具有强大的抗氧化和抗炎特性,这些特性与其镇静作用无关(Yang等人,2022b;Yu等人,2023年)。最近的临床和临床前研究表明,CIP可以通过清除自由基和调节线粒体通透性转变来减轻肝脏和肾脏的I/R损伤(Liu等人,2023年)。此外,CIP还能减轻异丙肾上腺素引起的氧化损伤、炎症反应和心肌细胞凋亡(Yang等人,2022b)。然而,CIP的血管保护作用机制,特别是在I/R引起的内皮损伤背景下,尚未完全明确。
我们假设CIP通过激活PI3K/AKT信号通路来减轻内皮细胞在I/R后的凋亡。利用人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的体外培养,我们研究了CIP对I/R引起的细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡变化的影响。我们的研究结果表明,CIP能够抑制DYRK1A的表达并激活PI3K/AKT信号通路,从而促进细胞存活和血管生成,同时抑制氧化应激引起的凋亡。这些数据表明CIP可能是调节内皮炎症相互作用的有效药物,并为针对缺血性血管疾病中的DYRK1A依赖性信号通路提供了机制上的见解。
章节摘录
细胞培养
HUVECs购自Takara Bio(日本京都),并在内皮生长培养基(R&D Systems,CCM027)中培养。细胞在37°C、5% CO?的湿润培养箱中维持。1-2天后,所有实验中的细胞密度达到60-70%。用于HUVECs的传代次数为7-20代。
体内和体外的I/R损伤模型
小鼠I/R的诱导方法已在先前的研究中描述过(Matsui等人,2007年)。共购买了48只20-25克的雄性C57BL/6小鼠,来自西安交通大学动物中心。
CIP在体外抑制HUVECs的I/R损伤
为了评估CIP对心肌I/R损伤的保护作用,我们首先建立了小鼠的体内心肌I/R模型。结果表明,I/R组的梗死面积与风险区域的比率(IS/AAR)高于对照组,而CIP处理显著降低了心肌梗死面积(图1A)。I/R挑战显著提高了心肌损伤标志物cTnT和CK-MB的水平,而CIP给药(1-10 mg/kg)剂量依赖性地减少了cTnT的释放。
讨论
尽管治疗技术有所进步,缺血性心脏病仍然是全球主要的死亡原因之一(Cui等人,2017年)。在这里,我们首次提供了综合证据,证明CIP通过提高细胞存活能力、促进迁移、抑制凋亡和重新调节酪氨酸代谢来恢复I/R后的内皮稳态。这些多效作用都集中在DYRK1A/PI3K/AKT信号通路上,表明CIP是治疗I/R引起的内皮功能障碍的有希望的候选药物。
CRediT作者贡献声明
段磊:验证、软件、资源管理。 周涛:监督、软件、资源管理。 孙梦良:软件、资源管理、项目协调。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本研究工作的 finanzielle Interessen oder pers?nliche Beziehungen.
致谢
本研究得到了国家自然科学基金(编号:82002849)的支持。作者感谢审稿人和编辑的敏锐和有益的意见。
段磊 | 何欣 | 何国军 | 周涛 | 孙梦良