文摘

铁代谢紊乱中发挥重要作用在早期脑损伤(EBI)蛛网膜下腔出血(SAH)后,铁代谢和hepcidin很大程度上的影响。重要的是,铁的新陈代谢可能与ferroptosis有关,最近nonapoptotic iron-dependent的细胞死亡形式SAH后可能对脑损伤有很大的影响。我们调查了hepcidin铁代谢和ferroptosis涉及二价金属转运蛋白1 (DMT1)和ferroportin-1 (FPN1)大鼠SAH模型。男性Sprague-Dawley老鼠受到血管内穿孔诱导长官,与肝素(hepcidin抑制剂)和治疗,或制瘤素M (hepcidin OSM,诱导物),或ebselen intracerebroventricular注射DMT1(抑制剂)。Hepcidin、DMT1 FPN1谷胱甘肽过氧化物酶4 (GPX4),被免疫印迹和免疫荧光检测。铁代谢检测通过Perl的铁染色和铁含量测定。Ferroptosis, ROS生产、脂质过氧化(法律流程外包)评估通过监测甲烷二元羧酸醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH),谷胱甘肽过氧化物酶4 (GPX4)活动,和透射电子显微镜。神经赤字分数,伊文思蓝染色和脑含水量也决心SAH后检测EBI 72 h。我们的结果表明,抑制DMT1 ebselen会抑制铁积累和脂质过氧化,从而减轻ferroptosis和EBI SAH老鼠。肝素表达下调的表达hepcidin DMT1, FPN1增加,产生保护作用,相当于ebselen ferroptosis和EBI。 In addition, OSM increased the expression of hepcidin and DMT1, decreased FPN1, and aggravated ferroptosis and EBI, while the effect on ferroptosis was reversed by ebselen. Therefore, the study revealed that hepcidin could regulate iron metabolism and contribute to ferroptosis via DMT1 signaling activation in rats with EBI after SAH.

1。介绍

蛛网膜下腔出血(SAH)是一种毁灭性的疾病。越来越多的证据表明,早期脑损伤(EBI)最近提议的概念指的是直接损害整个大脑SAH后72小时内,是最重要的病因在SAH病例临床预后差(1,2]。然而,在SAH EBI的机制仍知之甚少。我们以前的研究集中在铁代谢EBI SAH后,据报道,铁代谢可能诱发ferroptosis,一种新形式的细胞死亡。Ferroptosis主要由铁过载和脂质过氧化物的积累3]。报道ferroptosis SAH后发生,减少脂质过氧化可能缓解ferroptosis在SAH后早期脑损伤(4]。铁代谢的紊乱是否可能导致ferroptosis SAH后没有报告,和途径也不是。研究表明,hepcidin在铁代谢有着强有力的影响5),此外,我们的团队已经发现表达hepcidin增加EBI SAH后(6]。

值得注意的,迪克森等人在2012年的研究表明ferroptosis, nonapoptotic形式的细胞死亡,是依赖于细胞内铁诱导脂质过氧化反应的积累(法律流程外包)产品由于活性氧(ROS),谷胱甘肽(GSH)含量下降,表现为线粒体的大小(3]。新出现的证据表明,铁积累和脂质过氧化作用,伴随着减少谷胱甘肽,谷胱甘肽过氧化物酶4 (GPX4) ferroptosis的主要监管机构,水平可以发现在各种神经系统疾病(7- - - - - -10]。更重要的是,细胞iron-regulatory系统是复杂的,涉及到各种蛋白质,共同调节进口,中和,存储和出口铁,主要用转铁蛋白受体1、二价金属转运蛋白1 (DMT1)、铁蛋白和ferroportin-111]。其中,DMT1蛋白质在顶端细胞膜,促进铁吸收和传输跨膜铁在几乎所有的细胞类型,通过吸收铁转铁蛋白、转铁蛋白受体1途径[12]。,ferroportin-1 (FPN1)是细胞外铁转运蛋白之一,其出口铁穿过基底膜。先前的研究表明hepcidin,铁监管激素,可能通过抑制FPN1促进铁积累和血浆铜蓝蛋白(CP)和激活DMT1大鼠大脑皮质和海马13]。更重要的是,ferroptosis铁沉积引起的,研究发现相反的表达DMT1和GPX4在同一时间。张等人发现,缺乏Pkd1表现出广泛的代谢异常,其中包括增加铁进口商DMT1的表达式,进而导致高铁水平,较低的谷胱甘肽和GPX4活动,增加了脂质过氧化反应,倾向ferroptosis常染色体显性遗传多囊肾疾病小鼠模型(14]曾庆红等人表明DMT1高表达,与此同时,GPX4 ferroptosis低表达的关键因素是在研究中发现的好处铁螯合剂治疗帕金森病(15]。因此,我们假设hepcidin可以通过DMT1信号激活和调节铁代谢FPN1抑制,促进铁积累和诱导ferroptosis在EBI SAH后(图1)。

我们组已经证实hepcidin可能诱导细胞凋亡的作用在EBI SAH后(6),在这项研究中,我们进一步研究了假说的hepcidin及其对铁代谢的途径在ferroptosis长官。要测试的假设,我们最初调查hepcidin的表达,DMT1, FPN1, GPX4 SAH后EBI。我们随后管理DMT1的抑制剂,ebselen(也称为PZ51), ebselen显示显著减少铁浓度(16]。Ebselen治疗能降低组织铁铁过载的模型(17),表明其潜在抑制铁的吸收。更重要的是,它已经表明,ebselen DMT1运输抑制剂(18,19]。Ebselen体内和调查了铁代谢与铁含量和Perl的铁染色。此外,肝素,hepcidin的抑制剂,用于调查的功能时肝脏抗菌多肽在铁代谢和ferroptosis EBI SAH引起的。肝素是一种粘多糖HSPGs模拟,研究表明,肝素是一种强有力的抑制剂hepcidin肝细胞系中表达,在老鼠身上,患者也可能hepcidin水平高,线也报道了证据表明肝素具有很强anti-hepcidin活动在体外和体内20.]。更重要的是,研究表明,依诺肝素强烈抑制hepcidin表达HepG2细胞和未分离肝素(超高频,12 - 15 k Da)产生影响大约10倍比LMWH (4.5 k Da)更有效。为了避免其抗凝活性,glycol-split non-anticoagulant肝素被引入研究(肝素是glycol-split肝素的缩写形式在以下文本)(21]。制瘤素M (OSM) hepcidin的诱导物,OSM是一种炎性细胞因子IL-6-related细胞因子家族的成员,OSM表达了在t细胞,单核细胞,中性粒细胞,和睾丸,大脑,kidne1 [22]。可能生理相关角色OSM hepcidin诱导基因表达可能是胎儿肝脏发育期间,OSM hepcidin感应physio-pathological条件可能更重要比il - 6, OSM可能发挥重要作用在铁失调在炎症条件(23,24]。OSM介绍调查的功能时肝脏抗菌多肽在铁代谢和ferroptosis EBI SAH引起的。最后,机制涉及DMT1也使用ebselen和OSM干预调查。最终,我们的研究结果显示,hepcidin SAH后及其相关信号通路可能为临床治疗提供分子的目标。

2。材料和方法

2.1。动物和分组

男性Sprague-Dawley (SD)老鼠引入研究,目前383大鼠SAH模型,重250 - 300克,从重庆医科大学动物中心购买。免费的水和食物的老鼠,被安置在塑料笼子12 h光/暗周期,这是按照美国国立卫生研究所的指导的护理和使用实验动物(NIH出版物80号- 23)修订后的1996人。在手术之前,老鼠禁食12 h和剥夺了8小时的水。动物保健和所有实验协议遵守的指导方针,机构医学实验动物保健委员会批准重庆医科大学。

分配给SAH模型程序的成年雄性SD大鼠随机分成几组。分配给SAH模型程序的老鼠被随机分成组,首先确定hepcidin的表达,DMT1, FPN1, GPX4,随后ferroptosis的主要监管机构,并选择最合适的时机注射毒品。第二,成年雄性SD大鼠随机分成的组来确定重要的术前剂量ebselen,肝素和hepcidin OSM的影响,DMT1, FPN1, GPX4深造。最后,雄性SD大鼠随机分成的组来确定hepcidin和DMT1铁代谢的影响,ferroptosis, EBI,通过使用肝素,ebselen OSM的实验干预措施。

2.2。大鼠SAH模型

血管内穿孔模型被认为是类似于观察到的病理生理变化与临床颅内动脉瘤破裂,这是最合适的SAH模型(25]。隆Sugawara出版社提出了一个简单的和客观的小说SAH分级系统通过检查血管内穿孔蛛网膜下腔血栓的基底城堡和评估其与神经系统相关状态(26]。他们发现新长官严重程度量表是线性相关的神经功能障碍,这是一个更直观和有效评估SAH模型。SAH动物模型建立了通过血管内穿孔如前所述27]。老鼠被戊巴比妥钠腹腔注射麻醉(50毫克/公斤),和一个尖锐的4 - 0单丝尼龙缝线是正确插入到内部动脉的树桩颈外动脉穿刺前和大脑中动脉的分支。sham-operated组接受相同的程序SAH组,但没有刺穿血管壁。如前所述,安乐死的时候,长官是由调查人员评估的严重性并不知道组ID,和老鼠分数< 9被排除在研究之外。

2.3。治疗

2.3.1。治疗1

免疫印迹的表达谱来确定执行时肝脏抗菌多肽,DMT1, FPN1, GPX4在6、12、24、48和72 h SAH后( ,每组,图2)。

2.3.2。治疗2

Ebselen (DMT1抑制剂)剂量的1、2和4毫克/公斤注射intracerebroventricularly SAH建造前24小时,车辆组收到10%的无水酒精注射(Abs) ( ,每组,图2)。肝素(hepcidin抑制剂)剂量的2.5和5毫克/公斤注射intracerebroventricularly SAH建造前24小时,车辆组收到生理盐水(NS)注入( ,每组,图2)。OSM (hepcidin诱导物)剂量的100 ng, 1、5、10μg是注入intracerebroventricularly,车辆组收到了磷酸盐(PBS)注入( ,每组,图2)。免疫印迹hepcidin对表达式求值,DMT1, FPN1,和GPX4 ebselen的适当的浓度,肝素和OSM。合适的浓度ebselen,肝素和OSM选择评估ferroptosis EBI SAH后( ,每组,图2)。

2.3.3。治疗3

合适的浓度OSM ebselen注射intracerebroventricularly SAH建造之前24小时。汽车组接受相同数量的PBS和Abs ( ,每组,图2)。

2.4。免疫荧光

老鼠牺牲后24 h穿孔免疫荧光染色使用我们先前描述的方法研究。Ten-micrometer部分大脑从大鼠SAH孵化了以下主要抗体在一夜之间在4°C: anti-hepcidin(1: 100年,Abcam ab30760) anti-DMT1 (1: 300;bios、bs - 3577 r)和anti-NeuN(1: 100年,微孔,MAB377X)。在PBST洗涤后,部分与下面的荧光二次孵化抗体在37°C 1.5 h: Alexa萤石555 (1:50,Beyotime A0453)和Alexa萤石488(1:50,普鲁泰克,SA00006-1)。荧光显微镜(日本尼康A1 + R)是用于检测蛋白质位置的神经元。

2.5。西方墨点法

西方墨点法进行SAH后24小时。等量的总蛋白(50μg)被加载到一个十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳,转移到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜。膜是孵化37°C和5%脱脂牛奶Tris-buffered盐水中包含了0.1%的渐变20 (TBST) 2 h,其次是孵化主要抗体在一夜之间在4°C。以下主要使用抗体:anti-hepcidin(1: 100年,Abcam ab30760) anti-DMT1(1: 300年,bios, bs - 3577 r), anti-FPN1(普鲁泰克1:1000年,26601 - 1 - ap),和anti-GPX4(普鲁泰克1:1000年,14432 - 1 - ap)。膜被孵化的山羊anti-rabbit HRP-conjugated二级抗体(1:2000年,BosterBio BA1054)在TBST洗后。可视化和分析使用膜融合FX7光谱化学发光成像系统(Vilber、法国)。

2.6。Perl的铁染色

样本收集SAH后24小时。Perl的铁染色进行了与一些修改(如前所述28]。石蜡切片10微米厚被从大脑SAH老鼠和孵化与二甲苯我和二甲苯二15分钟,其次是水分为100%,95%,85%,80%,75%和70%酒精的解决方案1分钟。孵化与Perl的铁染色(80毫升20%盐酸和80毫升10%的亚铁氰化钾混合5分钟)20 - 30分钟,用蒸馏水洗净3次。1分钟)染色后,部分被迅速脱水5 s为80%,85%,90%,和100%的酒精浓度。最后,部分与二甲苯和密封树脂清洗。彩色部分进行显微镜下和多个字段进行评估。根据制造商的说明,介绍了Perl的铁染色与更详细的研究获得染色。

2.7。铁含量

样本收集SAH后24 h和均质与生理盐水的比例1:9。铁含量是衡量使用鼠铁试验装备(A039-2南京剑Cheng)根据制造商的指示。

2.8。MDA

样本收集SAH后24 h和法律事务外包测量基于MDA内容使用MDA测定工具包(A0003-1南京剑Cheng)根据制造商的指示。

2.9。谷胱甘肽

样本收集SAH后24小时使用谷胱甘肽,谷胱甘肽是测量试验设备(A006-2南京剑Cheng)根据制造商的指示。

2.10。GPX4活动

样本收集SAH后24 h和GPX4测量使用老鼠GPX4分析工具包(A039-2南京剑Cheng)根据制造商的指示。

2.11。透射电子显微镜(TEM)

长官老鼠的大脑存储24小时与4%戊二醛溶液灌注后,灌注和大脑皮层的大脑切片111毫米大小获得TEM片。TEM之前,这些片受到固定,脱水,嵌入,养护,在50 - 60纳米薄片机切片,双重染色uranium-citric酸为3.3%。

2.12。神经功能缺损评分

介绍了评分法评估神经赤字(26),以下六个单独的测试得分后24 h和72 h操作评价大鼠SAH的预后:独立运动,对称性肢体运动,攀岩运动,前爪扩展,触觉刺激和胡子的回应。神经赤字分数评估由观察者不知道组ID和治疗,和江Dengzhi清赵得分。分数越低,越严重的神经损伤。

2.13。伊文思蓝染色

血脑屏障的通透性是评价伊文思蓝染色72 h SAH后,如前所述,他等。27与一些细微的修改。大鼠麻醉和直接注射2%伊文思蓝的解决方案(8毫升/公斤,Beyotime)股静脉。伊文思蓝的解决方案是允许流通transcardiac灌注前3小时。与PBS (pH值7.4)transcardiac灌注后,老鼠安乐死和左右脑半球被存储在使用前−80°C。脑组织中均质99%二甲基甲酰胺,样本培养50°C水浴48小时。离心后30分钟在4°C(12000克),上层清液的收集和样品的吸光度测量使用分光光度计在620海里。

2.14。脑水含量的分析

正如之前报道中提到的(27),大鼠的脑含水量是SAH后发现72 h归纳。麻醉动物大脑并立即删除。大脑分为四个部分:右脑,左脑、小脑和脑干。重每个部分在电子分析天平获得湿重(a)然后在100°C干24 h得到干重(b))。大脑含水量(c)是由以下公式计算:c = (a - b) /。

2.15。统计分析

数据表示为±SEM手段。统计差异分析了群体使用单向方差分析图基的事后测试紧随其后。死亡率评估使用确切概率法。p < 0.05被认为是具有统计学意义的价值。所有统计分析使用GraphPad棱镜5为Windows (GraphPad软件,圣地亚哥,加利福尼亚州)。

3所示。结果

3.1。Hepcidin和DMT1调节时间进程后在SAH后EBI

双重免疫荧光染色法显示,hepcidin DMT1, GPX4主要是存在于大脑皮层神经元的胞浆SAH后( ,图3(一个))。免疫印迹分析确定的表达谱进行时肝脏抗菌多肽,DMT1 FPN1, GPX4。在6、12、24、48和72 h SAH后(图3 (b))。免疫印迹结果表明hepcidin和DMT1水平随着时间的增加,特别是hepcidin从24 h - 72 h显著增加(p < 0.05) ( ,图3 (c))。DMT1增加6 - 12小时,24小时下降,从48 h - 72 h显著增加(p < 0.05) ( ,图3 (d))。相比之下,FPN1降低6 h,并显著降低了72 h (p < 0.05) ( ,图3 (e))。GPX4逐渐减少在第一次72 h,显著降低24 h - 72 h (p < 0.05) ( ,图3 (f)),而虚假的集团。

3.2。DMT1抑制铁代谢的影响,导致减少铁含量和细胞分布的铁存款,和防止Ferroptosis EBI SAH后

DMT1的抑制剂,ebselen intracerebroventricularly注入三个剂量(1、2和4毫克/公斤)24小时前长官。DMT1的表达与4毫克/公斤ebselen显著下降(p < 0.05),而1和2毫克/公斤ebselen DMT1没有影响(p > 0.05) ( ,图3 (h)),相比之下,Abs +长官。GPX4与4毫克/公斤ebselen显著增加(p < 0.05),而1和2毫克/公斤ebselen GPX4没有影响(p > 0.05) ( ,图3(我)),相比之下,Abs +长官。Ebselen(4毫克/公斤)DMT1和GPX4有显著的影响。

免疫印迹结果的基础上,适当剂量的ebselen(4毫克/公斤)是管理检查在EBI DMT1信号的作用,铁代谢,和ferroptosis。Ebselen 4毫克/公斤的剂量可能会影响铁的新陈代谢,导致减少在Perl的铁染色和铁含量(数据3 (j),3 (k))。Ferroptosis评估基于MDA的法律流程外包生产,谷胱甘肽含量和GPX4活动减少(p < 0.05) ( ,数据3(左),3(米),3 (n)),相比之下,Abs + SAH组。此外,4毫克/公斤ebselen ferroptosis SAH后,线粒体大小的降低和防止ferroptosis ( ,图4(我))。结果表明,4毫克/公斤ebselen改善神经赤字,改善大脑水肿,和降低血脑屏障通透性,从而缓解EBI ( ,数据5 (c),5 (d),5 (e))。

3.3。Hepcidin抑制降低铁含量和Perl的铁染色和授予保护Ferroptosis,抑制DMT1 EBI SAH后

hepcidin拮抗剂、肝素、管理(1、2.5和5毫克/公斤)通过intracerebroventricular注射前24小时SAH归纳。免疫印迹结果表明hepcidin和DMT1均下降,而FPN1和GPX4肝素注射后增加。肝素(1、2.5和5毫克/公斤)hepcidin的表达减少,以及5毫克/公斤肝素的影响是最健壮的(p < 0.05) ( ,图6 (b)),与NS +长官。DMT1表达明显减少与肝素剂量为2.5毫克/公斤,5毫克/公斤(p < 0.05) ( ,图6 (c)),与NS +长官。FPN1表达显著增加与肝素剂量的5毫克/公斤(p < 0.05) ( ,图6 (d)),与NS +长官。GPX4显著增加了肝素的剂量5毫克/公斤(p < 0.05) ( ,图6 (e)),与NS + SAH组。肝素在5毫克/公斤对hepcidin的表达有显著影响,DMT1, FPN1 GPX4 ( ,图6(一))。

肝素剂量,5毫克/公斤肝素管理评估铁代谢,ferroptosis EBI。结果表明,肝素5毫克/公斤Perl的铁染色和铁含量下降(p < 0.05)(数据6 (f),6 (g)),与NS + SAH组。它还降低MDA含量和增加谷胱甘肽含量和GPX4活动(p < 0.05) ( ,数据6 (h),6(我),6 (j)),与NS + SAH组。此外,5毫克/公斤肝素防止ferroptosis,减少线粒体在SAH后TEM的大小( ,图4(我))。它也提高了神经赤字,减少了脑水肿,和血脑屏障通透性降低,从而减轻EBI (p < 0.05) ( ,数据5 (f),5 (g),5 (h)),与NS + SAH组。

3.4。Hepcidin刺激促进DMT1的表达,影响铁代谢,加重EBI和Ferroptosis SAH后

hepcidin的诱导物,OSM,用于验证的作用时肝脏抗菌多肽SAH-induced脑损伤。OSM管理(100 ng, 1μ5克,μ10 g,μ每鼠g) 24小时前长官。免疫印迹结果表明,OSM增强的表达hepcidin DMT1,而GPX4表达减少。OSM诱导hepcidin的表达,而10μg OSM更强有力地刺激hepcidin的表达(p < 0.05) ( ,图6(左)),与PBS + SAH集团相比。OSM剂量的1μ5克,μg和10μg显著刺激DMT1的表达(p < 0.05) ( ,图6 (m)),比PBS + SAH组。OSM 10的剂量μg显著抑制FPN1的表达(p < 0.05) ( ,图6 (n)),比PBS + SAH组。OSM剂量的100 ng, 1μ5克,μ10 g,μ每鼠g GPX4的表达减少,而10μg OSM非常有说服力地缓解GPX4的表达(p < 0.05) ( ,图6 (o)),与PBS + SAH组。因此,OSM的剂量10μg有一个非常重要的影响的表达hepcidin, FPN1 DMT1和GPX4 ( ,图6 (k))。

因此,OSM的剂量10μ克每只老鼠来检测ferroptosis的组件。OSM 10点μg促进铁代谢和ferroptosis,通过增加和Perl的铁染色和铁含量(p < 0.05) ( ,数据6 (p),6(问)),与PBS + SAH集团相比。它还增加了MDA含量、谷胱甘肽含量下降和GPX4活动(p < 0.05) ( ,数据6(右),6(年代),6 (t)),与PBS + SAH相比。此外,OSM 10μg ferroptosis加剧,增强线粒体在SAH后TEM的大小( ,图5(我)),与PBS + SAH相比。10μg OSM也减少了神经赤字,增加了脑水肿,和血脑屏障通透性增加,从而加重EBI (p < 0.05) ( ,图6(我),6 (j),6 (k)),与NS + SAH组。

3.5。诱导Hepcidin推广铁代谢增强和Ferroptosis,通过在SAH DMT1抑制大鼠被推翻

OSM的影响和ebselen hepcidin和DMT1以上,10μg OSM和4毫克/公斤ebselen都用来验证hepcidin在SAH的影响( ,图4(一))。综合治疗,免疫印迹结果表明,hepcidin的表达提高(p < 0.05) ( ,图4 (b))。此外,DMT1减少而GPX4增加(p < 0.05) ( ,数据4 (c),4 (d)),相比之下,PBS + Abs + SAH组。根据上述结果,10μg OSM铁含量的升高,当它在SAH单独使用。而4毫克/公斤ebselen可以反向的影响10μg在铁含量,OSM和ebselen使用时,与PBS + Abs + SAH组。因此,4毫克/公斤ebselen可以反向的影响10μg OSM铁代谢和ferroptosis ( ,数据4 (e),4 (f),4 (g),4 (h))。

3.6。SAH严重程度和死亡率

SAH年级和死亡率的预后指标,记录手术后和治疗。SAH评分分数相似在每个手术组( 无花果。5(一个)p = 0.852),在每个手术组神经功能缺损评分( ,无花果。5 (b),p = 0.806),连同SAH的评价等级。总共30大鼠死亡期间或之后由于严重的SAH模型构造,和另一个21大鼠SAH年级被排除在外,因为他们的低。没有虚假的组中观察到死亡,手术后,死亡率(表1),计算如下:虚假的40 (0)= 0%,SAH = 27.27% (66) 18, NS = 25.0%(24) 6,消息灵通的36 (6)= 16.67%,Abs = 17.39% (23) 4, Ebs 51 (9) = 17.65%, PBS = 26.92% (26) 7, OSM = 21.28% 47(10)和PBS + Abs = 25% (16) 4, OSM + Ebs = 24 (7) 29.17%。然而,没有统计上显著的死亡率差异治疗组与费舍尔双边精确测试分析后。

4所示。讨论

EBI SAH后仍然是一个高杀伤力的主要原因和残疾的病人,和先前的研究已经证实铁代谢障碍发挥重要作用在SAH [29日]。Ferroptotic细胞死亡形态,生化和遗传学上截然不同的细胞凋亡,各种形式的坏死,自噬30.,31日]ferroptosis的特点是绝大的过程,iron-dependent致命的脂质活性氧积累,与其他形式的凋亡和nonapoptotic死亡,这要求活性氧积累似乎是必不可少的在ferroptosis [32]。迪克森等人第一次探索ferroptosis的机制,这是依赖于细胞内铁和法律流程外包的积累5]。主要观察线粒体形态影响的大小减少,而铁含量和法律外包产品,也被称为脂质ROS,诱导ferroptosis增加,伴随着减少谷胱甘肽含量和GPX4活动(9,33]。外源性铁可以提高ferroptosis的组件和细胞死亡的形态学方面,如前所述,相信干扰铁代谢主要负责ferroptosis [34,35]。大脑发生ferroptosis一直在观察帕金森病,并可能发生在几种类型的脑损伤(36),以及感染(37)和癌症(38,39]。Ferroptosis被发现出现在EBI SAH后,行报道,通过降低脂质过氧化作用和抑制p53可以缓解Ferroptosis EBI SAH后(40]。值得注意的是,ferroptosis强烈与铁代谢但影响铁代谢是否可以缓解ferroptosis和途径尚未报道。

证据表明,唯一的细胞内铁转运体,DMT1,可以调节细胞内铁代谢(41),并参与ferroptosis感应,而抑制DMT1 ebselen可能调节铁吸收(18]。此外,hepcidin是一个主要的铁代谢激素,可能影响缺血性脑铁含量,和线报道,hepcidin可能增加DMT1和抑制FPN1表达在调节铁代谢(6,42]。最近,一些证据表明,重组hepcidin可以刺激DMT1的表达,并抑制hepcidin可能会降低脑铁含量43,44]。因此,我们假设hepcidin可能对铁代谢和ferroptosis产生影响,通过DMT1激活,在EBI SAH后(图1)。

验证的效果hepcidin长官,我们检查的表达hepcidin DMT1, FPN1随着时间的推移在EBI SAH后,结果表明,hepcidin和DMT1增加,FPN1下降。而GPX4,作为ferroptosis的主要监管机构,减少与虚假的组。这些研究结果与我们之前的研究相一致,这表明SAH刺激hepcidin的表达。杨等人发现,癌症细胞死亡发生在ferroptosis的形式,在其中GPX4下降(42]。在我们先前的调查,我们也确定GPX4的表达,蛋白质预防ferroptosis减少长官。这些发现提示我们假设SAH ferroptosis的形式可能会导致细胞死亡。

在这项研究中,我们得到了一些成果如下。首先,铁代谢相关蛋白,hepcidin和DMT1调节,同时,FPN1下降,与此同时,在EBI GPX4也降低了长官。其次,唯一的细胞内铁转运体、DMT1一直建议诱导细胞内铁释放,导致铁沉积,最后诱导ferroptosis。的抑制剂DMT1 ebselen,用来验证DMT1对铁代谢的影响和ferroptosis长官。研究结果显示,ebselen可以降低铁含量和Perl的铁染色和减轻ferroptosis长官。第三,抑制和诱导物的hepcidin管理检测的影响在铁代谢和ferroptosis hepcidin SAH后EBI。研究结果证明hepcidin的抑制剂,肝素,可以减少DMT1,增加FPN1,也减轻铁含量,Perl的铁染色、和ferroptosis长官,符合DMT1 ebselen的影响;此外,肝素也可以防止EBI。结果表明,hepcidin的诱导物,OSM,可以增加DMT1,减少FPN1,也提高铁含量,增强Perl的铁染色,加重ferroptosis EBI。最后,结果表明,通过DMT1 hepcidin可能会影响铁代谢,诱导铁积累,促进法律外包积累,然后导致ferroptosis。 The inducer of hepcidin and the inhibitor of DMT1, OSM and ebselen, respectively, were both used to investigate the effects of hepcidin on metabolism and ferroptosis via DMT1 in EBI after SAH. The results suggested that ebselen could reverse the effects of OSM and hepcidin on metabolism and ferroptosis.

然而,本研究的一些缺陷需要讨论。OSM的不同剂量肝素和ebselen管理在这个研究中,然而,这些剂量的药物的安全性还有待验证。尽管OSM浓度梯度、肝素和ebselen介绍了在这个研究中,只有最重要的影响OSM的剂量肝素和各种蛋白质水平ebselen采用调查ferroptosis EBI。其他剂量的OSM,肝素和ebselen需要调查确认OSM,肝素和ebselen ferroptosis和EBI SAH后有决定性的影响。然而,它仍然需要强调,这项研究检查了许多剂量依赖效应,而关于其他SAH研究并非总是如此。结果表明,当剂量的OSM和ebselen都同时,介绍了影响hepcidin, DMT1, GPX4但ferroptosis或EBI没有显著影响。这确实可能表明hepcidin-induced加重EBI SAH后需要DMT1参与。最后,肝素是一种抗凝药物,以避免其抗凝我们介绍了glycol-split non-anticoagulant肝素失去antithrombin-binding亲和力,抗凝剂的glycol-split non-anticoagulant HepG2细胞中研究了肝素是有效的,但是否应用剂量的抗凝glycol-split non-anticoagulant在SAH有效,它可以在SAH加重出血是否需要进一步调查。

本研究结果强烈指向DMT1作为ferroptosis在出血性脑的重要中介。hepcidin和DMT1似乎参与脂质过氧化和谷胱甘肽耗竭SAH后,连同GPX4活动下降和铁含量的增加可能导致一些细胞通过加重ferroptosis EBI隔间。

认识提高,抑制hepcidin DMT1减轻ferroptosis SAH后EBI。相比之下,hepcidin加剧的激活这些SAH-induced改变,这种效果是DMT1-dependent。虽然还需要进一步的研究,目前的结果提供了一种新颖的见解可能发挥核心作用的干扰铁内稳态机制的SAH后EBI。

5。结论

抑制的DMT1 ebselen会抑制铁积累和脂质过氧化,从而减轻ferroptosis和EBI SAH老鼠。肝素表达下调的表达hepcidin DMT1,施加相当于ebselen的保护作用。此外,OSM的表达增加hepcidin DMT1和加重ferroptosis EBI,虽然被ebselen逆转。因此,这项研究表明,hepcidin可以调节铁代谢和促进ferroptosis通过在大鼠SAH后与EBI DMT1信号激活。

数据可用性

所有的数据支持本文中所示的结果,可以提供相应的作者。

的利益冲突

作者(年代)宣布没有潜在的利益冲突的研究,本文的作者,和/或出版。

资金

这项研究得到了国家自然科学基金的资助(国家自然科学基金委81870927)朝晖他,和自然科学基金的资助项目重庆科委(cstc2019 jcyj-msxmX0239)朝晖他。

确认

朝晖张他和红霞的构思和设计了这个研究。红霞,Dengzhi江进行这项研究。清赵,Xudong格瓦拉,赵小君,香香,Yidan梁,王秦导致了数据分析。红霞张和Dengzhi江泽民写了这篇文章。朝晖他和罗伯特·奥斯托夫斯基对稿件的重要知识内容,帮助写作手稿的最终版本。