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 ZHOU Ying;YUAN Jie;LÜDongying;FU Danting;CAI Zhaowei;WANG De‐jun

作者机构：浙江中医药大学药学院浙江杭州310053 浙江中医药大学中医药科学院动物实验研究中心浙江杭州310053 浙江省中医药研究院实验动物中心浙江杭州310012 

出 版 物：《中国病理生理杂志》 (Chinese Journal of Pathophysiology)

年 卷 期：2023年第39卷第10期

页      面：1746-1755页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 100104[医学-病理学与病理生理学] 10[医学] 

基　　金：浙江省基础公益研究计划项目(No.LGD20C040011 No.LTGD23C040005) 浙江省中医药科技计划项目(No.2023ZR077) 

主　　题：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 

摘      要：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(P0.01);D-Gal组大鼠射血分数和短轴缩短分数显著降低(P0.01),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(P0.01);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(P0.05或P0.01)。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(P0.05或P0.01)。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。