D-半乳糖诱导的衰老大鼠心脏S100A8/A9及相关炎症通路基因表达的研究

作者：周荧; 苑婕; 吕东颖; 富丹婷; 蔡兆伟; 王德军^*

来源：中国病理生理杂志, 2023, 39(10): 1746-1755.

• 心脏衰老
• S100钙结合蛋白A8
• S100钙结合蛋白A9
• p38 MAPK/NF-κB信号通路
• 慢性炎症

目的：探讨D-半乳糖（D-Gal）诱导的衰老大鼠模型心脏差异基因表达的变化，并对其中S100钙结合蛋白A8/A9(S100A8/A9)及其下游p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）/核因子κB(NF-κB)通路关键因子进行验证。方法：（1）将8～10周龄SD大鼠随机分为正常对照（control）组和D-Gal组，每组6只。D-Gal组大鼠每天颈背部皮下注射D-Gal(150 mg/kg),control组大鼠注射相同体积的生理盐水。Morris水迷宫检测学习记忆能力；测定血清超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和丙二醛（MDA）水平；超声心动图测定心功能变化；进行心脏HE、Masson、衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）和二氢乙啶染色，并用透射电镜观察线粒体超微结构。转录组测序分析大鼠心脏基因表达差异，qRT-PCR和Western blot检测大鼠心肌组织衰老标志基因、S100A8/A9、p38 MAPK和NF-κB通路相关因子的mRNA和蛋白表达。（2）利用D-Gal(10 g/L)诱导建立H9C2心肌细胞衰老模型，并用S100A8/A9抑制剂帕奎莫德（paquinimod）干预，检测衰老相关指标和S100A8/A9下游炎症通路相关因子的mRNA和蛋白表达。结果：与control组相比，D-Gal组大鼠出现学习记忆能力障碍，血清SOD和CAT水平显著降低（P<0.01）;D-Gal组大鼠射血分数和短轴缩短分数显著降低（P<0.01），心肌细胞排列紊乱，纤维断裂和炎性细胞浸润，纤维化面积、SA-β-Gal和活性氧含量均显著增加，线粒体结构发生变化，且细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1A(CDKN1A)、CDKN2A和P53的mRNA表达较control组也显著上调（P<0.01）；转录组测序分析显示，S100A8和S100A9的mRNA和蛋白水平在衰老大鼠心脏中显著上调，同时p38 MAPK和NF-κB磷酸化蛋白水平及白细胞介素1β(IL-1β)、IL-6和肿瘤坏死因子α等炎症因子的mRNA表达水平也显著升高（P<0.05或P<0.01）。D-Gal持续刺激可诱导H9C2细胞衰老，伴随S100A8/A9的表达增高，而paquinimod可显著减少D-Gal诱导的心肌细胞SA-β-Gal阳性率和衰老标志基因表达，并抑制p38 MAPK和NF-κB磷酸化活化及下游炎症因子表达（P<0.05或P<0.01）。结论：S100A8和S100A9通过诱导p38 MAPK/NF-κB炎症通路激活，促进心肌细胞炎症，从而参与D-Gal诱导的大鼠心脏衰老过程。

• 单位
  浙江省中医药研究院; 浙江中医药大学