磷酸甘油酸变位酶5调控细胞焦亡在肝脏缺血-再灌注损伤中的作用

作者：乔兵兵^*; 李世朋; 宋浩森; 季敏; 赵龙栓

来源：器官移植, 2021, 12(04): 412-420.

• 细胞焦亡
• 肝移植
• 缺血-再灌注损伤(IRI)
• 磷酸甘油酸变位酶5(PGAM5)
• 半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)-1
• NOD样受体蛋白3(NLRP3)
• 肿瘤坏死因子(TNF)-α
• 白细胞介素(IL)-1β

目的研究磷酸甘油酸变位酶5(PGAM5)调控细胞焦亡在肝脏缺血-再灌注损伤(IRI)中的作用及分子机制。方法建立C57小鼠肝脏IRI模型,随机分别予再灌注6 h(6 h组)与12 h(12 h组),并设立假手术组(Sham组),每组10只。分析IRI对小鼠肝组织及血清学指标的影响;分析小鼠肝脏IRI过程中PGAM5、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)-1的表达情况。建立肝细胞IRI模型(IRI组),采用Caspase-1抑制剂Z-YVAD-FMK预处理后再建立肝细胞IRI模型(抑制剂组),将未处理的AML12细胞作为对照组,分析抑制Caspase-1活性对细胞焦亡的影响。采用脂质体3000将PGAM5小干扰核糖核酸(siRNA)(siRNA组)和siRNA阴性对照(siRNA-NC)(siRNA-NC组)转染至AML12细胞,再建立肝细胞IRI模型,将未处理的AML12细胞作为对照组,分析PGAM5调控细胞焦亡对肝细胞IRI的影响。结果 6 h组和12 h组小鼠肝组织中部分肝细胞水肿,肝窦区变窄,中央静脉充血,偶见点灶状坏死等,且12 h组较6 h组病变加重。与Sham组小鼠比较,6 h组和12 h组小鼠血清丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)水平升高,且12 h组高于6 h组;6 h组和12 h组肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1β水平升高,12 h组低于6 h组;6 h组和12 h组小鼠肝组织IL-1β信使核糖核酸(mRNA)相对表达量升高,12 h组低于6 h组;6 h组和12 h组肝组织细胞凋亡率升高,12 h组低于6 h组(P<0.01～0.05)。与Sham组小鼠比较,6 h组和12 h组小鼠肝组织PGAM5 mRNA相对表达量和蛋白相对表达量均升高,且12 h组高于6 h组(P<0.01～0.05);6 h组和12 h组肝组织PGAM5、Caspase-1蛋白表达增多。IRI组细胞NOD样受体蛋白3(NLRP3)、裂解Caspase(cleaved Caspase)-1及Gasdermin D(GSDMD)蛋白相对表达量较对照组升高,GSDMD荧光强度较对照组增强;抑制剂组NLRP3、cleaved Caspase-1及GSDMD蛋白相对表达量较IRI组下降,GSDMD荧光强度较IRI组减弱(P<0.01～0.05)。与对照组比较,siRNA-NC组细胞存活率下降,PGAM5、NLRP3、cleaved Caspase-1、GSDMD蛋白相对表达量升高(P<0.01～0.05);与siRNA-NC组比较,siRNA组细胞存活率升高,PGAM5、NLRP3、cleaved Caspase-1、GSDMD蛋白相对表达量下降(P<0.01～0.05)。结论 PGAM5可加重小鼠肝脏IRI,其机制可能为通过PGAM5/Caspase-1/GSDMD信号通路调控细胞焦亡,加速肝细胞损伤。

• 单位
  郑州大学第一附属医院; 河南省焦作市人民医院