热休克蛋白90在硫化氢抗化学性缺氧诱导心肌细胞氧化应激损伤中的作用

目的： 探讨热休克蛋白90（HSP90）在硫化氢（H2S）对抗化学性低氧模拟剂氯化钴（CoCl2）诱导H9c2心肌细胞氧化应激损伤中的作用。方法： 应用CoCl2处理H9c2心肌细胞,建立化学性缺氧损伤心肌细胞的实验模型。在CoCl2处理H9c2心肌细胞前30 min,把硫氢化钠（NaHS,H2S的供体）加入培养基中,作为预处理。应用高效液相色谱法（HPLC）检测细胞内ATP的含量;罗丹明123（Rh123）染色荧光显微镜照相检测线粒体膜电位（MMP）;超氧化物歧化酶（SOD）检测试剂盒检测SOD活性;免疫印迹法（Western blotting）检测血红素氧合酶-1（HO-1）的表达。结果： 600 μmol/L CoCl2明显地降低H9c2心肌细胞内SOD活性、ATP水平及MMP,并增加HO-1表达。400 μmol/L NaHS 预处理可显著地抑制CoCl2诱导的细胞毒性及氧化应激反应,使SOD活性、ATP水平及MMP提高,HO-1表达减少。热休克蛋白90抑制剂17-丙烯胺基-17去甲氧基格尔德霉素（17AAG）能明显地阻断H2S对CoCl2诱导的细胞毒性和氧化应激反应的抑制作用,使细胞内ATP水平及MMP降低,HO-1表达增多,但对SOD活性的影响不明显。结论： 热休克蛋白90可通过抑制化学性缺氧引起的氧化应激反应来介导H2S的心肌保护作用。     

硫化氢通过调控NF-κB通路抑制阿霉素引起的心肌细胞炎症与细胞毒性

 目的：探讨硫化氢（H2S）是否通过调控核因子κB(NF-κB)通路抑制阿霉素（DOX）引起的心肌细胞炎症反应与细胞毒性。方法：应用Western blotting法测定NF-κB p65表达;酶联免疫吸附试验（ELISA）测定白细胞介素（IL）-1β、IL-6及肿瘤坏死因子α(TNF-α)的分泌水平;细胞计数盒（CCK-8）检测细胞存活率,Hoechst 33258核染色法检测凋亡细胞的形态学及数量的变化。结果：应用5 μmol/L DOX处理H9c2心肌细胞明显上调磷酸化NF-κB p65（p-p65）表达水平,并引起炎症反应和细胞毒性,表现为IL-1β、IL-6、TNF-α的分泌水平升高、凋亡细胞数量增多及细胞存活率降低。400 μmol/L NaHS（H2S供体）预处理30 min能显著抑制DOX对心肌细胞p-p65表达的上调作用,并减轻DOX引起的炎症反应和细胞损伤,使IL-1β、IL-6、TNF-α的分泌水平下降、凋亡细胞数量降低及细胞存活率升高。与NaHS的作用相似,NF-κB抑制剂吡咯烷二硫代氨基甲酸盐（PDTC,100 μmol/L）预处理也能阻断DOX引起的心肌炎症反应和细胞毒性。IL-1受体拮抗剂（IL-1Ra, 20 μg/L）与DOX共处理能拮抗DOX对心肌细胞NF-κB p65的激活作用及细胞毒性作用。结论：在DOX引起的心肌细胞炎症中,NF-κB通路与IL-1β之间存在正的相互作用;H2S可通过抑制NF-κB通路保护心肌细胞对抗DOX引起的炎症反应与细胞毒性。     

热休克蛋白90对抗氯化钴引起的心肌细胞损伤

目的探讨热休克蛋白90（heat shock protein 90,HSP90）在对抗氯化钴（cobalt chloride,CoCl2）诱导H9C2心肌细胞损伤中的作用。方法应用不同浓度的CoCl2处理H9C2心肌细胞,建立化学性缺氧诱导心肌细胞损伤的实验模型。应用CCK-8比色法检测细胞存活率;Western-blot法检测HSP90的表达;双氯荧光素染色荧光显微镜照相检测细胞内活性氧（reactive oxygen species,ROS）水平;超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）检测试剂盒分析SOD活性抑制率。结果在400～1000μmol／L浓度范围内,CoCl2处理H9C2心肌细胞36h,呈剂量依赖性地抑制细胞存活率。在0．5—36h时间范围内,600μmol／LCoCl2呈时间依赖性地促进H9C2心肌细胞HSP90的表达。2～16μmol／LHSP90抑制剂17-丙烯胺基-17-去甲氧基格尔德霉素（17-allylamino-17demethoxygeldanamycin,17AAG）呈剂量依赖性地加重600μmol／LCoCl2对H9C2细胞存活率的抑制。2μmol／L17AAG本身不损伤H9C2心肌细胞,但明显地加强CoCl2增加H9C2心肌细胞内ROS生成的作用,并增加CoCl2对SOD活性的抑制。结论HSP90表达上调可能是H9C2心肌细胞对抗化学性缺氧的内在防御机制之一。     

硫化氢通过抑制坏死性凋亡对抗高糖引起的H9c2心肌细胞损伤

 目的: 探讨硫化氢(hydrogen sulfide,H₂S)能否通过调控坏死性凋亡(necroptosis)对抗高糖(HG)引起的H9c2心肌细胞损伤。方法: 应用Western blot法检测心肌细胞内能反映坏死性凋亡的RIP3蛋白和cleaved caspase-3蛋白的水平;细胞计数盒测定心肌细胞存活率;双氯荧光素染色荧光显微镜照相法检测细胞内活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)水平;罗丹明123染色荧光显微镜照相法测定线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP);Hoechst 33258核染色荧光显微镜照相法测定凋亡细胞的数量。结果: 应用HG(35 mmol/L葡萄糖)处理H9c2心肌细胞3 h、6 h、9 h、12 h和24 h均能明显地上调RIP3蛋白的表达水平,其中24 h时RIP3蛋白水平增加最明显。400μmol/L硫氢化钠(NaHS;为H₂S的供体)预处理或坏死性凋亡的特异性阻断剂necrostatin-1(Nec-1;100μmol/L)共处理心肌细胞均能明显地抑制HG对RIP3蛋白表达的上调作用。此外,NaHS预处理或Nec-1共处理心肌细胞均显著地抑制HG引起的心肌细胞损伤,使细胞存活率升高,ROS生成及MMP丢失减少。另一方面,400μmol/L NaHS预处理心肌细胞能使凋亡细胞数量及cleaved caspase-3表达明显减少。结论: H₂S可通过抑制坏死性凋亡保护心肌细胞,对抗高糖引起的损伤。     

ATP敏感性钾通道在硫化氢抑制高糖引起的心肌细胞损伤中的作用

目的:研究ATP敏感性钾通道(KATP通道)在硫化氢(H2S)抑制高糖引起心肌损伤中的作用。方法:应用Western blot法检测心肌细胞KATP通道蛋白的表达水平;CCK-8试剂盒测定心肌细胞存活率;Hoechst33258染色测定凋亡细胞数量的变化;JC-1染色法测定线粒体膜电位(MMP)。结果:应用高糖(35 mmol/L葡萄糖)处理H9c2细胞1~24 h,其中6 h、9 h、12 h和24 h均能明显下调KATP通道蛋白的水平,12 h和24 h KATP水平降至最低。在HG处理心肌细胞12 h前,应用400μmol/L硫氢化钠(Na HS,为H2S的供体)预处理30 min明显抑制高糖对KATP通道蛋白表达的下调作用。100μmol/L线粒体KATP通道开放剂二氮嗪和50μmol/L非选择性KATP通道开放剂吡拉地尔(Pin)及Na HS预处理均显著抑制高糖引起的心肌细胞损伤,使细胞存活率升高,凋亡细胞数量及MMP丢失减少。相反,100μmol/L线粒体KATP通道阻断剂5-羟基癸酸和1 mmol/L非选择性KATP通道阻断剂格列本脲均能明显阻断上述Na HS的心肌细胞保护作用。结论:KATP通道介导了H2S对高糖引起的心肌细胞损伤的抑制作用。     

囊性纤维化跨膜转导调节因子对低氧诱导的心肌H9c2细胞凋亡的影响

目的:探讨囊性纤维化跨膜转导调节因子(CFTR)对低氧诱导的大鼠心肌H9c2细胞损伤的影响及其作用机制。方法:利用专业缺氧工作站使大鼠心肌H9c2细胞暴露于1%氧含量环境中建立缺氧培养模型。H9c2细胞中CFTR过表达后在缺氧环境中培养,RT-qPCR和Western blot法检测CFTR的mRNA和蛋白表达水平;MTT法检测细胞存活率;Hoechst 33342和Annexin V-FITC/PI染色法检测细胞凋亡;DCF-DA探针检测细胞内活性氧簇(ROS)的生成。结果:1%低氧环境培养可显著诱导H9c2细胞凋亡,同时伴随CFTR mRNA和蛋白水平的下调和ROS的生成增加(P0.05)。过表达CFTR后低氧诱导的H9c2细胞凋亡以及ROS生成均明显减少;而CFTR蛋白特异性抑制剂CFTRinh-172可显著逆转过表达CFTR的作用。结论:CFTR可能通过抑制ROS生成对抗低氧诱导的心肌细胞凋亡。     

柚皮苷通过抑制瘦素通路对抗高糖引起的心肌细胞损伤*

 目的：探讨柚皮苷能否通过抑制瘦素通路保护H9c2心肌细胞,对抗高糖HG引起的损伤。方法：应用Western blotting法检测瘦素及瘦素受体（LEPR）的表达水平;细胞计数盒（CCK-8）测定细胞存活率;Hoechst 33258核染色荧光显微镜照相测定凋亡细胞的形态及数量的变化;双氯荧光素（DCFH-DA）染色荧光显微镜照相法检测胞内活性氧（ROS）水平;罗丹明123染色法测定线粒体膜电位（MMP）。结果：应用35 mmol/L 葡萄糖（HG）处理H9c2心肌细胞6~24 h能上调瘦素表达,其中9 h时表达最多;HG处理心肌细胞1~24 h也能促进LEPR表达,其中12 h时表达最多;在HG处理心肌细胞前,80 μmol/L柚皮苷预处理2 h能明显抑制HG对瘦素及LEPR表达的上调作用;柚皮苷预处理2 h、瘦素拮抗剂预处理24 h或瘦素受体拮抗剂预处理2 h均能抑制HG引起的心肌细胞损伤,使细胞存活率增多,凋亡细胞数量和胞内ROS生成减少,MMP回升。结论:柚皮苷可通过抑制瘦素通路保护H9c2心肌细胞,对抗HG引起的损伤。     

ATP敏感性钾通道的开放通过抑制TLR4/NF-κB通路对抗高糖引起的H9c2心肌细胞损伤和炎症

目的:探讨开放ATP敏感性钾通道(K_(ATP)通道)能否抑制Toll样受体4(TLR4)/核因子-κB(NF-κB)通路对抗高糖(HG)引起的H9c2心肌细胞损伤和炎症。方法:应用Western blot测定TLR4和NF-κB p65的蛋白水平;应用ELISA法检测细胞培养液中白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的水平;采用细胞计数试剂盒8(CCK-8)测定心肌细胞存活率;罗丹明123染色荧光显微镜照相法测定线粒体膜电位(MMP);双氯荧光素染色荧光显微镜照相法测定细胞内活性氧簇(ROS)水平;Hoechst 33258核染色荧光显微镜照相法检测凋亡细胞数量。结果:H9c2心肌细胞经HG(35 mmol/L葡萄糖)处理24 h,胞内TLR4和磷酸化NF-κB p65(p-NF-κB p65)的蛋白水平明显增加,100μmol/L K_(ATP)通道开放剂二氮嗪(DZ)预处理30 min可抑制HG对TLR4和p-NF-κB p65蛋白水平的上调作用;此外,30μmol/L TAK-242(TLR4抑制剂)和HG共处理心肌细胞24 h也可减轻HG对p-NF-κB p65的上调作用。另一方面,100μmol/L DZ预处理有明确的心肌保护作用,可抑制HG引起的细胞毒性、炎症反应、线粒体损伤、氧化应激和细胞凋亡,使细胞存活率升高,并减少IL-1β和TNF-α分泌水平、MMP丢失、ROS生成及凋亡细胞数量;而30μmol/L TAK-242或100μmol/L PDTC(NF-κB抑制剂)共处理心肌细胞24 h也可发挥和DZ相类似的作用,能抑制HG引起的上述损伤和炎症反应。结论:开放K_(ATP)通道可通过抑制TLR4/NF-κB通路对抗HG引起的H9c2肌细胞损伤和炎症。     

硫化氢通过调控瘦素保护心肌细胞对抗高糖引起的损伤

目的探讨瘦素(leptin)在高糖损伤心肌细胞中的作用及硫化氢(H2S)是否通过调控瘦素保护心肌细胞对抗高糖引起的损伤。方法应用细胞计数盒(CCK-8)检测细胞存活率;Hoechst 33258核染色检测凋亡细胞形态及数量的改变,双氯荧光素(DCFH-DA)染色荧光显微镜照相测定胞内活性氧(ROS)水平;罗丹明123(Rh123)染色及荧光显微镜照相测定线粒体膜电位(MMP);Western blot法检测瘦素蛋白的表达。结果 35 mmol/L葡萄糖(高糖)作用H9c2心肌细胞9h可明显地促进瘦素表达,并引起心肌细胞损伤,表现为细胞存活率降低、凋亡细胞数量和ROS生成增多及线粒体膜电位(MMP)丢失。硫化氢钠(NaHS,为H2S的供体)预处理能抑制高糖对心肌细胞瘦素表达的上调作用。NaHS预处理或瘦素拮抗剂均能保护H9c2心肌细胞对抗高糖引起的上述损伤。结论瘦素参与高糖引起的心肌细胞损伤。外源性H2S可通过抑制瘦素表达保护心肌细胞对抗高糖引起的损伤。     

ERS-GSK-3β信号通路介导高糖引起H9c2心肌细胞坏死性凋亡

目的探讨高糖损伤H9c2心肌细胞过程中,内质网应激(ERS)-糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)通路能否介导H9c2心肌细胞坏死性凋亡的发生。方法 H9c2心肌细胞随机分为正常对照(Control)组、高糖(HG,35 mmol/L葡萄糖)损伤组、4-PBA+HG组、Li Cl(为GSK-3β的抑制剂)+HG组、Nec-1(necroptosis特异性抑制剂)+HG组、4-PBA组、Li Cl组和Nec-1组。应用蛋白质免疫印迹试验测定ERS的2个关键蛋白分子,即葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP),以及GSK-3β、受体相互作用蛋白-3(RIP3)的蛋白水平;采用细胞计数试剂盒8测定心肌细胞存活率;双氯荧光素染色荧光显微镜照相法测定细胞内活性氧(ROS)水平;ELISA法检测细胞分泌IL-1β和TNF-α的水平。结果 HG作用H9c2心肌细胞可促进GRP78、CHOP和RIP3蛋白的表达,并抑制磷酸化(p)-GSK-3β的表达;50μmol/L 4-PBA(ERS的抑制剂)或10 mmol/L Li Cl预处理心肌细胞60 min均能抑制HG对RIP3蛋白的上调作用;4-PBA预处理心肌细胞也可减弱HG对p-GSK-3β的抑制作用。此外,50μmol/L4-PBA和10 mmol/L Li Cl预处理心肌细胞或100μmol/LNec-1和HG共处理细胞均能对抗HG引起的细胞损伤,使细胞存活率升高,ROS生成减少,IL-1β和TNF-α的分泌水平降低。结论 ERS-GSK-3β通路在HG诱导心肌细胞坏死性凋亡等损伤中起着重要的作用。     

硫化氢对抗过氧化氢对PC12细胞的损伤作用

目的探讨硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)对抗过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)对PC12细胞的损伤作用及有关机制。方法应用H2O2在PC12细胞建立氧化应激损伤的实验模型;应用甲氮甲唑蓝(MTT)法检测细胞存活率,碘化丙啶(PI)染色流式细胞技术(FCM)检测细胞凋亡率,罗丹明123(Rhodamine 123,Rh123)染色FCM检测细胞线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP),双氢罗丹明123染色FCM检测细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)的含量。应用硫化氢钠(sodium hydrosulfide,NaHS)作为H2S的供体。结果200μmol和400μmolH2O2作用PC12细胞24h均使细胞的存活率明显降低及凋亡率显著增加,200μmolH2O2引起PC12细胞的MMP明显降低及ROS生成显著增多。当NaHS与H2O2(200或400μmol/L)共同作用于PC12细胞时,NaHS(100～400μmol/L)浓度依赖性的阻断H2O2引起PC12细胞的存活率降低及细胞凋亡率增加。400μmolNaHS明显地阻断200μmolH2O2引起PC12细胞的MMP降低及ROS增多。结论H2S能明显地保护PC12细胞对抗H2O2引起的损伤,阻断MMP降低及ROS生成可能是H2S的细胞保护机制之一。     

细胞外低渗诱导大鼠胚胎心肌细胞H9c2容积激活性氯电流和调节性细胞容积回缩

目的:研究细胞外低渗诱导的大鼠胚胎心肌细胞(H9c2)容积激活性氯电流和调节性容积回缩(regulatory volumede crease,RVD)。方法:采用全细胞膜片钳技术记录低渗激活的H9c2细胞氯电流并分析电流特性;用实时活细胞影像系统拍摄细胞图像,测量细胞容积,探讨氯通道在H9c2细胞调节性容积回缩(RVD)过程中的作用。结果:等渗灌流下,可在H9c2细胞记录到一个较小的背景电流。47%低渗液灌流可迅速诱发一个具有外向优势的电流,该电流无明显时间依赖性失活和电压依赖性失活;在+80mV和-80mV电压钳制下,细胞的平均电流密度分别为(47.77±3.80)pA/pF和(-33.36±2.80)pA/pF;翻转电位为(-9.02±0.61)mV,接近氯离子的平衡电位(-0.9mV)。高渗灌流液可以完全抑制该电流。此外,该电流可被氯通道阻断剂他莫昔芬、5-硝基-2-(3-苯丙胺)苯甲酸(NPPB)和ATP不同程度抑制。同时,细胞外灌流47%低渗液可诱发H9c2细胞产生RVD,100μmol/L的NPPB几乎完全抑制低渗诱发的RVD。结论:细胞外低渗刺激可以诱导H9c2细胞容积激活性氯电流和RVD。容积激活性氯通道在H9c2细胞RVD中起重要作用。     

Novel insights into the role of HSP90 in cytoprotection of H2S against chemical hypoxia-induced injury in H9c2 cardiac myocytes

The present study evaluated potential mechanisms of hydrogen sulfide (H2S)-mediated cardioprotection using an in vitro chemical hypoxia-induced injury model. We have demonstrated that H2S protects H9c2 cardiomyoblasts (H9c2) against chemical hypoxia-induced injuries by suppressing oxidative stress and preserving mitochondrial function. The aim of this study was to investigate the role of heat shock protein 90 (HSP90) in cardioprotection of H2S in H9c2 cells. The findings of the present study showed that cobalt chloride (CoCl2), a chemical hypoxia agent, significantly enhanced the expression of HSP90 and that 17-allylamino-17-demethoxy geldanamycin (17-AAG), a selective inhibitor of HSP90, aggravated concentration-dependent cytotoxicity induced by CoCl2. Exogenous administration of NaHS (a donor of H2S) augmented not only HSP90 expression under normal conditions, but also CoCl2-induced overexpression of HSP90. Pre-treatment with 17-AAG significantly blocked the cardioprotection of H2S against CoCl2-induced injuries, leading to increases in cytotoxicity and apoptotic cells. Furthermore, pre-treatment with 17-AAG also antagonized the inhibitory effects of NaHS on overproduction of reactive oxygen species (ROS), a loss of mitochondrial membrane potential (MMP) and ATP depletion induced by CoCl2. In conclusion, these results demonstrate that the increased expression of HSP90 may be one of the endogenous defensive mechanisms for resisting chemical hypoxia-induced injury in H9c2 cells. We also provide novel evidence that HSP90 mediates the cardioprotection of H2S against CoCl2-induced injuries by its antioxidant effect and preservation of mitochondrial function in H9c2 cells.     

ATP敏感性钾通道在硫化氢抑制坏死性凋亡介导的高糖致H9c2心肌细胞炎症中的作用

目的:探讨ATP敏感性钾通道(K_ATP通道)在硫化氢(H2S)抑制坏死性凋亡介导的高糖(HG)致H9c2心肌细胞炎症中的作用。方法:应用Western blot法测定受体相互作用蛋白3(RIP3)和环氧化酶-2(COX-2)的表达水平;ELISA检测细胞培养液中白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的水平。结果:H9c2心肌细胞经HG(35 mmol/L葡萄糖)处理24 h,其RIP3的表达水平明显升高,100μmol/L K_ATP通道开放剂二氮嗪(DZ)和400μmol/L H_2S的供体硫氢化钠(Na HS)预处理心肌细胞30 min均可抑制HG对RIP3表达的上调;100μmol/L K_ATP通道阻断剂5-羟基癸酸(5-HD)预处理心肌细胞30 min可阻断Na HS对HG上调RIP3表达的抑制作用。另一方面,100μmol/L坏死性凋亡的特异性抑制剂necrostatin-1共处理或100μmol/L DZ、400μmol/L Na HS预处理心肌细胞均能抑制高糖引起的心肌细胞炎症,使COX-2表达及IL-1β和TNF-α的分泌水平均减少;而100μmol/L 5-HD能明显拮抗Na HS的上述抗炎症反应作用。结论:K_ATP通道在H_2S抑制坏死性凋亡介导的高糖致心肌细胞炎症反应中发挥重要的作用。     

Increased expression of heat shock protein 90 under chemical hypoxic conditions protects cardiomyocytes against injury induced by serum and glucose deprivation

Heat shock proteins (HSPs) are critical for adaptation to hypoxia and/or ischemia. Previously, we demonstrated that cobalt chloride (CoCl2), a well-known hypoxia mimetic agent, is an inducer of HSP90. In the present study, we tested the hypothesis that CoCl2-induced upregulation of HSP90 is able to provide cardioprotection in serum and glucose-deprived H9c2 cardiomyocytes (H9c2 cells). Cell viability was detected using a CCK-8 assay, while HSP90 expression was detected via western blotting. The findings of this study showed that serum and glucose deprivation (SGD) induced significant cytotoxicity, overproduction of reactive oxygen species (ROS) and a loss of mitochondrial membrane potential (MMP) in H9c2 cells. In addition, SGD downregulated the expression of HSP90 in a time-dependent manner. The selective inhibitor of HSP90 17-allylamino-17-demethoxygeldanamycin (17-AAG) aggravated SGD-induced cytotoxicity. CoCl2 at 100?μM time-dependently enhanced the expression of HSP90. Treatment with CoCl2 from 50 to 200?μM significantly attenuated cytotoxicity and the downregulation of HSP90 expression induced by SGD for 24?h, respectively. Notably, pretreatment of H9c2 cells with 17-AAG at 2?μM for 60?min before exposure to both CoCl2 (100?μM) and SGD significantly blocked the CoCl2-induced cardioprotective effect, demonstrated by decreased cell viability and MMP loss, as well as increased ROS generation. Taken together, these results suggest that HSP90 may be one of the endogenous defensive mechanisms for resisting ischemia-like injury in H9c2 cells, and that HSP90 plays an important role in chemical hypoxia-induced cardioprotection against SGD-induced injury by its antioxidation and preservation of mitochondrial function.