1。介绍
脓毒症是一种全身性炎症综合征病原微生物的入侵造成的身体影响每年大约有1800万人,导致14000人死亡(每天
1]。脓毒症的过程往往伴随着释放脂多糖(LPS),导致各种免疫细胞的激活和各种病理反应(
2,
3]。然后,它会导致组织和器官损伤和失败,这是一个病人死亡的重要原因,其中心脏衰竭死亡的最重要的原因是由于脓毒症(
2,
3]。因此,它是至关重要的识别潜在的干预目标,防止sepsis-induced心脏损伤和心脏功能障碍。
,也称为SerpinA12 Vaspin Serpin家庭成员的丝氨酸蛋白酶抑制剂
4]。Vaspin adipokine,主要源自内脏脂肪细胞,可以表达各种组织,如心脏、肾、脑、胃肠道和胰腺
5]。炎症、高葡萄糖和其他病理条件可以促进vaspin的合成和分泌,和vaspin可以减轻炎症反应的组织和器官通过抑制血管舒缓素7 (KLK7),这是第一个发现下游信号通路(
6]。
众多研究表明vaspin与心血管疾病的进展。vaspin治疗可以显著防止methylglyoxaldehyde-induced人类脐静脉内皮细胞凋亡和延迟高glucose-induced血管平滑肌细胞增殖和迁移
7,
8]。Vaspin增加冠心病(CAD)患者和积极与CAD的严重性
9,
10]。Vaspin也增加了动脉粥样硬化小鼠和逆转动脉粥样硬化的发展在ApoE - / -小鼠通过减轻炎症(
10- - - - - -
12]。然而,目前尚不清楚是否vaspin sepsis-induced心脏损伤中所起的作用,我们研究了这个问题之后,用小鼠盲肠的结扎和穿刺(CLP)诱发败血症。
2。实验材料和方法
2.1。老鼠和脓毒症模型
野生型小鼠(WT)和激肽释放酶7淘汰赛(KLK7 - / -)小鼠C57BL / 6背景买来GemPharmatech有限公司有限公司(江苏,中国)。男性WT老鼠和KLK7 - / -小鼠年龄在10周被用于这项研究。首先,WT老鼠受到CLP或与LPS刺激(10毫克/公斤,σ)建立的脓毒症小鼠模型中描述的先前的研究[
13,
14]。6小时后,vaspin表达进行了分析,在WT老鼠进行了虚假的操作或注射生理盐水作为对照(
n
=
5
为每个组,第1部分)。此外,在被接受之前CLP或虚假的操作、WT老鼠用PBS预处理或vaspin (0.1
μ克/公斤,PeproTech) 30分钟如前所述
15),然后,vaspin对心脏损伤检测的影响(
n
=
10
−
12
在每组);一些小鼠观察8天来确定每组存活率(第2部分)。第三,WT老鼠和KLK7 - / -小鼠接受心脏炎症(CLP或虚假的分析
n
=
5
每组中,第3部分)。最后,WT老鼠和KLK7 - / -小鼠使用vaspin或PBS然后接受CLP并观察了6小时或8天来确定vaspin影响sepsis-induced心脏损伤和存活率通过调节KLK7 (
n
=
10
−
13
每组,第4部分)。治疗脓毒症小鼠和建立的模型如图
1。本研究机构的伦理委员会批准(批准号cardiac2020 - 01 - 122)。
鼠标脓毒症模型的建立和预处理。
2.2。中电控股的实现
CLP中描述执行之前的研究(
16,
17]。短暂、WT老鼠或KLK7 - / -小鼠使用vaspin或PBS和2%异氟烷吸入麻醉,平放在桌面上预热操作表。腹部的头发是移除,用75%乙醇消毒皮肤,腹部皮肤是腹腔解剖暴露。盲肠结扎一半是远端杆之间的距离和盲肠的底部,然后从肠系膜端刺穿一次使用26个G针antimesenteric方向。最后,腹部皮肤缝合和消毒,老鼠被放置在一个孵化器复苏的28°C。
2.3。检查心脏功能
6小时的CLP或虚假的操作后,小鼠麻醉如上所述,在手术台上。一个MyLab™30简历超声波系统(Esaote SpA、热那亚、意大利)组成的10 MHz线性阵列超声换能器被用来收集数据与左心室(LV)结构和功能,包括LV收缩末期直径(LVESD), LV舒张末期内径(LVEDD)、射血分数(EF)和部分缩短(FS)。米勒压力体积系统包含一个microtip导管传感器(米勒,Inc .)被用来收集LV的信号。microtip导管插入传感器通过正确的颈动脉,进入左心室和信息的最大斜率收缩压增加(+ dp / dt max)和舒张压衰减(dp / dt max)记录beat-by-beat基础上。
2.4。心肌损伤标记物的分析
血液样本收集和离心获得血清。心肌损伤标志物的水平,包括乳酸脱氢酶(LDH)和myocardial-bound肌酸激酶(水平),检查使用LDH测定试剂盒以及分析工具(从Njjcbio生物技术、购买中国),分别根据制造商的指示。
2.5。免疫印迹分析
冰冻的LV组织,与裂解缓冲细胞溶解,通过超声进一步细胞溶解。总蛋白是通过离心,收集上清液,所有样本量化使用BCA蛋白量化工具(美国热费希尔科学)和调整到相同的浓度。总蛋白分离分子量通过电泳使用10% Laemmli十二烷基硫酸钠(SDS)聚丙烯酰胺凝胶和转移到Immobilon-FL PVDF膜(美国微孔)。阻止3% BSA 1小时后,膜与兔子孵化antimouse vaspin(1: 1000),兔子antimouse KLK7(1: 1000),兔子antimouse核factor-kappa B p65(1: 1000),兔子antimouse核factor-kappa (NF - B
κB) p-p65(1: 500),兔子antimouse伯灵顿(1:1000),兔子antimouse Bcl2(1: 500),和兔子antimouse GAPDH(1: 2000年,单克隆抗体都从Abcam购买,英国)一夜之间(9小时)检查目标蛋白表达。孵化后室温1小时的二次抗体,膜进行扫描使用漫游系统。
2.6。实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)
LV组织细胞溶解在试剂盒试剂(罗氏公司、德国),总RNA提取,确定每个样本的浓度。两个微克的总从每个样本反向转录成RNA cDNA使用逆转录工具包(罗氏公司、德国)根据制造商的指示。正向引物,反向引物,LightCycler 480 SYBR绿色主人混合(罗氏公司、德国)被用于PCR扩增来衡量目标基因的表达,包括白细胞介素- 6 (il - 6)、IL-17,肿瘤坏死因子
α(肿瘤坏死因子-
α)、干扰素
γ(IFN -
γ)和单核细胞化学引诱物蛋白1 (MCP-1)。目标基因表达是GAPDH规范化。描述的RT-qPCR引物序列在我们之前的研究
18]。
2.7。组织学分析
心被固定在4%中性多聚甲醛为4天。石蜡包埋后,心被切割成厚度为4
μ米,然后转移到固定在幻灯片。幻灯片是孵化anti-CD45和anti-CD68抗体(从GeneTex购买,美国)检查心脏白细胞和巨噬细胞的水平。左心室的凋亡细胞被终端检查原位dUTP缺口末端标记(TUNEL)染色(美国微孔)使用商用设备根据制造商的指示。此外,心肌细胞孵化了anticleaved caspase3(英国Abcam)检查vaspin对心肌细胞凋亡的影响。
2.8。细胞研究和分析
心肌细胞分离(如前所述)(
19]。短暂、WT老鼠和KLK7 - / -小鼠年龄在8周是安乐死,胸腔被曝光,心中很快被收集。心中冲洗了磷酸盐(PBS)和左心室进一步孤立,温柔地准备到1毫米3片段,然后用混合酶消化,包括EDTA缓冲区,灌注缓冲区,和胶原酶缓冲(7:3:40岁的三重Servicebio购买形式,中国)。在经过100年
μm过滤器,细胞接受4顺序轮重力沉降,然后3中间重新缓冲钙被用来逐渐恢复生理水平的钙离子浓度。然后,WT心肌细胞和KLK7 - / -心肌细胞。
RPMI 1640中(美国Gibco) 10%胎牛血清是用来培养心肌细胞。首先,WT心肌细胞用PBS预处理或vaspin(美国PeproTech 80 ng / ml)然后注射生理盐水或有限合伙人(1
μ美国摩尔/毫升,σ)[
13,
20.]。此外,WT和KLK7 - / -心肌细胞用vaspin预处理或PBS然后与LPS刺激。心肌细胞培养24小时,培养基是每8小时改变一次,vaspin和有限合伙人再次补充道。裂解caspase-3表达式检查如上所述。
2.9。统计分析
所有数据在这项研究中使用GraphPad棱镜8软件进行了分析,提出了
的意思是
±
SD
。两组或多组之间的差异比较使用学生的
t
分别测试或一个双向方差分析。生存率较被用来分析四组的生存率的差异在随访。的值
p
<
0.05
被认为是具有统计学意义。
3所示。结果
3.1。Vaspin表达式是增加感染性老鼠
在CLP-induced脓毒症小鼠模型,心脏和血清vaspin水平,分别增加了0.98倍和1.33倍相比,那些虚假的老鼠(数字
2(一个)和
2 (b))。和的大小增加为0.79倍和1.19倍LPS-induced小鼠脓毒症模型(数据
2 (c)和
2 (d))。
脓毒症在老鼠vaspin表达的影响。血清心脏(a)和(b)。Vaspin表达虚假的和CLP老鼠(学生的
t
测试)。心脏(c)和血清(d)。Vaspin水平在盐水和LPS-treated老鼠(学生的
t
测试)。
N
=
6
在每一个组。
∗
p
<
0.05
与虚假的或生理盐水组。
3.2。治疗Vaspin减轻心肌损伤和心脏功能障碍在CLP-Induced感染性老鼠
密集的随访期间,预处理与vaspin并不影响虚假的老鼠的存活率,但改善脓毒性小鼠的存活率(
中电控股
+
美国公共电视台
组:30.0% vs。
中电控股
+
vaspin
组:80.8%,图
3(一个))。Vaspin减少心脏KLK7表达虚假的49%和57%在CLP老鼠(图
3 (b))。此外,vaspin LDH水平下降38%和水平水平降低29.7%败血性的老鼠接受了CLP(图5天
3 (c))。此外,治疗vaspin缓解sepsis-induced心脏功能障碍,减少LVEDD表示,LVESD, + dp / dt max, dp / dt马克斯,以及提高LVEF和FS(数字
2 (d)和
2(e))。
vaspin对存活率的影响和心脏功能障碍在CLP老鼠。(a)每组的生存率进行密集随访期间(生存率较)。在四组(b)心脏KLK7表达测量(双向方差分析)。(c)血清水平和LDH水平在所有的群体进行了分析(双向方差分析)。(d, e)心脏结构和功能数据检查,包括LVEDD, LVESD, LVEF, FS, + dp / dt max, dp / dt马克斯(双向方差分析)。
N
=
5
−
10
在每一个组。
∗
p
<
0.05
与
虚假的
+
美国公共电视台
组。#
p
<
0.05
与
中电控股
+
美国公共电视台
组。
3.3。Vaspin减轻Sepsis-Induced心脏炎症小鼠
vaspin对炎症的影响进行调查,结果表明,预处理与vaspin减少心脏的渗透CD45 +细胞和CD68 +细胞(图
4(一))。各种炎症标记物的表达水平,包括MCP-1、il - 6、TNF IL-17——
α和干扰素-
γ,减少了大约45 - 70% vaspin治疗后(图
4 (b))。此外,vaspin减少NF -的磷酸化
κ(图B p65败血症的老鼠
4 (c))。
vaspin对sepsis-induced心脏炎症小鼠的影响。(一)心脏CD45 +细胞和CD68 +细胞在每组检查(双向方差分析)。(b)心脏MCP-1 mRNA表达水平,il - 6, IL-17, TNF -
α和干扰素-
γ测量(双向方差分析)。(c)的磷酸化NF -
κ每组B p65(双向方差分析)。蓝色,绿色,红色表示原子核,CD45-positive细胞,分别和CD68-positive细胞。
N
=
5
在每一个组。
∗
p
<
0.05
与
虚假的
+
美国公共电视台
组。#
p
<
0.05
与
中电控股
+
美国公共电视台
组。
3.4。Vaspin防止败血症的小鼠心肌细胞凋亡
心肌细胞凋亡是然后检查,结果表明,治疗vaspin Bcl2心脏表达水平增加88%败血性老鼠但减少为34%(图伯灵顿表达式
5(一个))。降低水平的裂解caspase3被观察到在LPS-stimulated WT vaspin时心肌细胞体外(图补充道
5 (b))。预处理的数量也减少了TUNEL-positive脓毒性小鼠心肌细胞(
中电控股
+
美国公共电视台
组:
9.42
±
2.43
vs。
中电控股
+
美国公共电视台
组:
3.67
±
0.64
,图
5 (c))。
vaspin对脓毒性小鼠心肌细胞凋亡的影响。(一)蛋白表达水平的心脏伯灵顿,Bcl2检查(双向方差分析)。(b)裂解caspase-3表达式分析了LPS-induced心肌细胞(双向方差分析)。蓝色和红色斑点表明原子核和caspase3分开。每组(c) TUNEL-positive细胞测定(双向方差分析)。
N
=
5
在每一个组。
∗
p
<
0.05
与
虚假的
+
美国公共电视台
或
生理盐水
+
美国公共电视台
组。#
p
<
0.05
与
中电控股
+
美国公共电视台
或
有限合伙人
+
美国公共电视台
组。
3.5。KLK7淘汰赛介导的影响Vaspin Sepsis-Induced心脏损伤和心脏功能障碍
KLK7 vaspin的存活率的影响- / -小鼠检查,结果显示,没有老鼠死于感染性KLK7 - / -小鼠有或没有vaspin治疗,和vaspin没有影响KLK7 - / -小鼠的存活率(图
6(一))。Vaspin并不影响心肌损伤标志物表达KLK7 - / -小鼠(图
6 (b))。监管vaspin对心脏功能的影响也明显脓毒性KLK7 - / -小鼠(数字
6 (c)和
6 (d))。
KLK7缺乏对sepsis-induced心脏损伤小鼠的影响。(一)感染性WT老鼠的存活率和KLK7 - / -小鼠(生存率较)来衡量。(b)水平和血清LDH浓度检查(双向方差分析)。心脏结构和功能(c, d)测量(双向方差分析)。
N
=
5
在每一个组。
∗
p
<
0.05
与
WT
+
美国公共电视台
+
中电控股
组。ns
p
>
0.05
与
KLK
7
−
/
−
+
美国公共电视台
+
中电控股
组。
3.6。缺KLK7面具的抗炎和保护作用Vaspin感染性老鼠
心脏炎症检查,结果表明,KLK7敲除小鼠心脏感染性炎症反应显著提高,但仍高于假+ KLK7 - / -组(补充图
S1)。虽然vaspin治疗没有减少CD45 +细胞或CD68 +细胞的心感染性KLK7 - / -小鼠(图
7(一))。预处理与MCP-1 vaspin并不影响心脏表达式,il - 6, IL-17, TNF -
α或干扰素-
γ在CLP老鼠(图
7 (b))。没有改变裂解caspase3——或者TUNEL-positive细胞百分比观察vaspin-treated KLK7 - / -小鼠(TUNEL水平,
中电控股
+
KLK
7
−
/
−
+
美国公共电视台
组:
3.11
±
0.45
vs。
中电控股
+
KLK
7
−
/
−
+
vaspin
集团
:
2.98
±
0.31
,数据
7 (c)和
7 (d))。
KLK7删除对心脏的影响炎症发生在败血症小鼠心肌细胞凋亡。(a, b)的水平CD45 +细胞和CD68 +细胞,以及促炎细胞因子的水平MCP-1, il - 6, IL-17, TNF -
α和干扰素-
γ心脏(双向方差分析)。蓝色,绿色,红色表示原子核,CD45-positive细胞,分别和CD68-positive细胞。(c)的表达裂解caspase3在LPS-treated WT心肌细胞和KLK7 - / -心肌细胞进行了分析(双向方差分析)。蓝色和红色斑点表明原子核和裂解caspase3,分别。(d) TUNEL-positive心脏细胞的数量是量化(双向方差分析)。
∗
p
<
0.05
与
WT
+
美国公共电视台
+
中电控股
或
WT
+
美国公共电视台
+
有限合伙人
组。ns
p
>
0.05
与
KLK
7
−
/
−
+
美国公共电视台
+
中电控股
或
KLK
7
−
/
−
+
美国公共电视台
+
有限合伙人
组。
4所示。讨论
在这项研究中,我们调查了监管的角色adipokine vaspin败血症引起的心肌损伤和专注于心脏阐明的炎症反应机制。我们首次展示了vaspin减轻心脏炎症、减少心肌细胞凋亡,改善心脏损伤,并增加脓毒性小鼠的存活率。这些影响是蒙面KLK7淘汰的时候。我们的研究表明,vaspin可以减少sepsis-induced心脏炎症,缓解sepsis-induced心脏损伤,改善心脏功能通过抑制KLK7表达式。Vaspin可能是一个治疗目标心脏损伤的预防和治疗在临床脓毒症。
脓毒症是世界范围的一个主要公共卫生问题,是一个全身炎症反应综合征引起的体内细菌和其他病原微生物的入侵(
21,
22]。革兰氏阴性细菌的细胞壁含有有限合伙人,可以释放到血液感染后,导致炎症反应、氧化应激、凝血功能障碍,免疫系统的激活,和其他病理过程,然后诱导组织和器官损伤,这表明LPS是启动因子在脓毒症的发生和发展
22,
23]。此外,一项研究报道,发生在败血症患者循环vaspin水平增加(
24]。因此,在这项研究中,老鼠接受了CLP诱导腹部感染和模拟临床脓毒症,而腹腔内注射LPS是用来模拟LPS的释放从革兰氏阴性细菌的细胞壁。因此,老鼠接受了中电控股并管理有限合伙人建立脓毒症模型,和vaspin表达式检查来确定CLP vaspin上表达的影响。结果表明,心脏vaspin的表达显著增加在CLP, LPS-treated老鼠。这些发现表明,vaspin可能参与sepsis-induced心脏损伤,而vaspin对心肌损伤的影响需要进一步确定。在随后的实验中,我们检查了vaspin对死亡率的影响和心脏损伤CLP-induced感染性老鼠,结果表明,预处理和vaspin显著提高生存率,减少的表达多个心脏损伤的标志,和改善心脏功能障碍。这些结果表明,vaspin补偿增加预防sepsis-induced心脏损伤。b型利钠肽(BNP)一样,可以发挥静脉扩张和利尿作用,补偿增加心力衰竭和有益的改善症状,BNP-related药物用于治疗慢性心力衰竭的临床(
25]。
在脓毒症患者和老鼠,发现血液中各种免疫细胞的水平,包括白细胞、单核细胞和巨噬细胞显著增加。此外,这些免疫细胞逐渐渗入心脏,成为激活,从而释放出多种因素和放大心脏炎症反应(
26- - - - - -
28]。这些发现表明,炎症在脓毒症的发展中起着重要的作用,尽管其他病理因素,包括氧化应激和血管损伤,参与脓毒症进展。因此,调查的机制vaspin防止sepsis-induced心脏损伤,心脏炎症在每组的老鼠了。结果表明,vaspin显著降低心脏白细胞和巨噬细胞的水平和表达下调几个促炎因子的表达。这些结果表明,vaspin减轻sepsis-induced心脏功能障碍减少心脏炎症。
凋亡蛋白Bcl2存在于线粒体外膜,而伯灵顿proapoptotic蛋白质存在于细胞质中。他们表达维护一个平衡,这些蛋白质相互对抗,这对维持正常的细胞形态和功能至关重要(
29日]。针对某些因素,伯灵顿的表达增加,把和插入到外线粒体膜形成大型渠道;此外,Bcl2的表达受到抑制时,线粒体膜的稳定性是损坏(
30.]。细胞色素C和其他proapoptotic因素释放激活caspase3并启动细胞凋亡蛋白酶级联,导致程序性细胞死亡(
29日- - - - - -
31日]。心肌细胞对炎症反应较低,和一个增强炎症反应可以启动半胱天冬酶级联,导致心肌细胞的过度凋亡,从而导致心脏损伤和心脏功能过度下降。Vaspin减少sepsis-mediated心脏炎症。进一步解释机制,我们研究了vaspin对心肌细胞凋亡的影响。结果表明,vaspin治疗显著逆转伯灵顿/ Bcl2表达失衡和减少Caspase3表达式和TUNEL-positive细胞的比例。这些结果表明,vaspin减轻心肌损伤和心脏功能障碍和可能与防止心肌细胞凋亡有关。
KLK7组织kallikrein-releasing酶基因家族的成员,可以表达各种各样的组织和器官。研究表明,KLK7参与多种系统性疾病的进展,包括皮肤病、肿瘤和前列腺炎(
32]。vaspin KLK7是第一个下游信号,vaspin可以显著减少KLK7表达,从而抑制其下游信号和改善各种疾病(
6]。此外,先前的研究已经发现vaspin是一个有价值的预测心力衰竭住院患者在急性心肌梗死(
33]。我们的研究结果还发现,治疗vaspin改善心脏功能障碍,但这种效果是否由KLK7仍不清楚。我们进一步发现心脏KLK7水平显著抑制虚假的老鼠和CLP老鼠vaspin预处理后,表明vaspin更有可能参与调节septic-induced KLK7心脏损伤相关。因此,监管vaspin对脓毒症发展的影响在KLK7 - / -小鼠检查。结果表明,KLK7淘汰赛改善炎症反应,但仍高于假+ KLK7 - / -组。的生存和vaspin-mediated监管,心脏功能障碍,心脏炎症,发生在败血症小鼠心肌细胞凋亡被KLK7击倒蒙面。这些结果表明,vaspin-mediated sepsis-induced心脏损伤是由KLK7监管。
总之,我们的数据显示,首次vaspin减轻心脏炎症和防止心肌细胞凋亡,抑制KLK7表达和减轻sepsis-induced心肌损伤和心脏功能障碍。Vaspin / KLK7轴可能是一个潜在的治疗剂治疗感染性心脏损伤,和KLK7可能会发挥更重要的作用。