Mn-SOD通过GSK-3β影响HO-1和Drp1的抗氧化应激减轻MTX相关肝细胞损伤

作     者：李卓 陈梦璇 汪苇杭 刘其摇 李耐萍 贺波 蒋永芳 马静 LI Zhuo;CHEN Mengxuan;WANG Weihang;LIU Qiyao;LI Naiping;HE Bo;JIANG Yongfang;MA Jing

作者机构：中南大学湘雅二医院眼科长沙410011 中南大学湘雅二医院感染科长沙410011 

出 版 物：《中南大学学报（医学版）》 (Journal of Central South University ：Medical Science)

年 卷 期：2022年第47卷第9期

页      面：1191-1199页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金(81500455) 湖南省自然科学基金(2022JJ30825,2020JJ4793) 湖南省卫生健康委员会项目(202120700992)。 

主　　题：含锰超氧化物歧化酶 氨甲蝶呤 肝细胞损伤 

摘      要：目的:氨甲蝶呤(methotrexate,MTX)是导致药物性肝损伤最常见的药物,其致病机制与线粒体功能障碍引起的氧化应激有关。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)可以通过清除超氧自由基达到抗氧化应激的作用,含锰超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase,Mn-SOD)属于SOD的一种。本研究拟观察Mn-SOD是否影响MTX对肝细胞的损伤,并探讨其可能的分子机制。方法:体外培养人肝细胞系L-02,并分为4组:空白对照组(加入同体积无血清培养基)、MTX组(加入40μg/孔MTX)、MTX+NC组(加入40μg/孔MTX+转染空白质粒)和MTX+SOD组(加入40μg/孔MTX+转染Mn-SOD质粒)。分别应用全自动生化仪和real-time RT-PCR法检测每组细胞培养上清的ALT、AST和miR-122的水平,评估各组肝细胞受损伤的程度;使用线粒体超氧化物(mitochondrial superoxide indicator,MitoSOX)荧光探针标记各组细胞内超氧化物,流式细胞术检测细胞凋亡情况;蛋白质印迹法检测细胞中糖原合酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3 beta,GSK-3β)、血红素加氧酶1(heme oxygenase 1,HO-1)、线粒体分裂蛋白质(dynamin-related protein 1,Drp1)和Mn-SOD的含量。结果:与空白对照组比较,MTX组和MTX+NC组肝细胞培养上清中ALT、AST和miR-122水平明显升高(P0.05),MTX+SOD组较MTX组和MTX+NC组显著降低(P0.05)且与空白对照组相当。MitoSOX染色显示:MTX组和MTX+NC组的超氧化物最丰富,MTX+SOD组明显减少且与空白对照组差别不大。流式细胞术检测结果表明:与空白对照组相比,MTX组和MTX+NC组细胞凋亡明显增加,MTX+SOD组与MTX组和MTX+NC组比较细胞凋亡明显减少(P0.05)。蛋白质印迹法检测到空白对照组和MTX+SOD组细胞Mn-SOD、p-GSK-3β和HO-1高水平表达,而MTX组和MTX+NC组细胞Mn-SOD、p-GSK-3β和HO-1比空白对照组明显降低(P0.05);Drp1则完全相反,在MTX组和MTX+NC组中高表达,在空白对照组和MTX+SOD组中则是低表达。结论:细胞内Mn-SOD水平的降低导致超氧化物蓄积,通过GSK-3β影响HO-1和Drp1水平,使线粒体裂解损伤,诱导细胞凋亡,这是MTX引起肝细胞损伤的分子机制之一;将Mn-SOD导入细胞内高表达,可清除药物产生的超氧化物,通过GSK-3β影响HO-1和Drp1水平,从而激活线粒体、保护细胞免受氧化应激损伤,最终抑制肝细胞凋亡。因此,通过外源导入SOD来阻断或逆转MTX相关肝细胞损伤是一条潜在的治疗途径。