抑制线粒体活性氧自由基可减轻高糖诱导的心肌细胞焦亡和铁死亡

目的探讨抑制线粒体氧化应激和炎症小体减轻高糖诱导的H9C2心肌细胞焦亡和铁死亡的作用，分析线粒体活性氧自由基（ROS）和炎症小体之间可能的上下游关系。方法将H9C2心肌细胞按照随机数字表法随机分为5组。正常对照组（CON）：含25 mmol/L浓度葡萄糖的DMEM完全培养基；高糖损伤组（HG）：含35 mmol/L浓度的高糖完全培养基；高糖+线粒体抗氧化剂Mitoquinone（MitoQ）组（HG+MitoQ）：35 mmol/L高糖完全培养基中加入终浓度为0.5 μmol/mL的MitoQ；高糖+ NLRP3抑制剂MCC950组（HG+MCC950）：35 mmol/L高糖完全培养基中加入终浓度为1 μmol/mL的MCC950；高糖组+MCC950+线粒体电子传递抑制剂Rotenone（ROT）组（HG+MCC950+ROT）：35 mmol/L高糖完全培养基中加入终浓度为1 μmol/mL的MCC950和0.5 μmol/mL的ROT。各组心肌细胞干预24 h后，CCK-8法测定细胞活性；CellRox和MitoSox荧光探针分别测定心肌细胞内和线粒体氧化应激水平变化；免疫荧光法检测细胞内NLRP3炎症小体水平；Western blot检测心肌细胞中NLRP3、GSDMD和CleavedGSDMD（GSDMD-NT）等焦亡相关重要因子的蛋白表达和铁死亡相关因子GPX4蛋白表达。结果与CON组相比，HG组细胞活性明显下降（P < 0.01），心肌细胞和线粒体内ROS荧光强度（P < 0.01）、NLRP3免疫荧光强度（P < 0.01）以及焦亡相关因子NLRP3，GSDMD和GSDMD-NT的蛋白表达（P < 0.01）均明显升高，铁死亡相关因子GPX4蛋白表达下降（P < 0.01）。与HG组相比，HG+ MitoQ和HG+MCC950组细胞活性明显升高（P < 0.01），细胞和线粒体内ROS荧光强度（P < 0.01）、NLRP3免疫荧光强度（P < 0.01）以及NLRP3、GSDMD和GSDMD-NT的蛋白表达明显降低（P < 0.05），GPX4蛋白表达增高（P < 0.01）。与HG组相比，HG+ MCC950+ROT组细胞活性和NLRP3、GSDMD-NT的蛋白表达无明显差异（P>0.05）；但与HG+MCC950组相比，HG+MCC950+ ROT组细胞活性明显降低（P < 0.01），ROS荧光强度、NLRP3炎症小体免疫荧光以及NLRP3、GSDMD-NT的蛋白表达均明显升高，GPX4蛋白表达降低（P < 0.05）。结论MitoQ直接抑制线粒体ROS的产生减轻了高糖诱导的心肌细胞NLRP3炎症小体的生成，减少焦亡和铁死亡的发生；抑制NLRP3炎症小体减少线粒体ROS的产生；线粒体ROS和NLRP3之间可能存在着相互影响。