KLHL21基因敲除对小鼠梗死心肌的影响及机制

作     者：闫拓 吴婷婷 姜智慧 郑颖颖 谢翔 

作者机构：新疆医科大学第一附属医院心血管病中心高血压科 

出 版 物：《中国动脉硬化杂志》 (Chinese Journal of Arteriosclerosis)

年 卷 期：2025年

学科分类：1002[医学-临床医学] 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)] 10[医学] 

基　　金：“天山英才”科技创新领军人才项目-高层次领军人才(2022TSYCLJ0029) 

主　　题：KLHL21 心肌梗死 NF-κB信号通路 CRISPR/Cas 

摘      要：目的：探究KLHL21基因在小鼠心肌梗死（Myocardial infarct，MI）中的作用及相关机制。方法：我们通过CRISPR/Cas技术构建了KLHL21基因敲除小鼠（KLHL21 gene knockout mice，KO小鼠），并选取8-12周、20-24g C57BL/6野生型小鼠做对照。KLHL21 KO小鼠和野生型小鼠各60只（共120只）随机分为四组：即野生型假手术组（WT+Sham组，n=30）、野生型心肌梗死组（WT+MI组，n=30），、KO假手术组（KO+Sham组，n=30）和KO心肌梗死组（KO+MI组，n=30）。每组随机抽取6只小鼠用TTC及Evens Blue双染法计算术后缺血区及梗死区面积。采用酶联免疫吸附试验（ELISA）法测量小鼠血清肌酸激酶同工酶（CK-MB）、心肌肌钙蛋白I（cTnI）、白细胞介素-1β（IL-1β）、白介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子（TNF-α）的浓度。采用心脏彩超测量小鼠左心功能。采用苏木精-伊红（HE）染色观察心肌组织病理学变化，马森（Masson）染色观察心肌组织纤维化程度。Western blot法检测NF-κB信号通路相关蛋白。结果：KO小鼠心肌组织KLHL21蛋白表达水平相较WT小鼠显著下降（P0.05）。KO+MI组小鼠梗死区域面积（IA）相较WT+MI小鼠显著增大（P0.05）。KO+MI组小鼠生存率和心功能相较WT+KO组小鼠降低（均P0.05）。HE染色发现，与WT+MI小鼠相比，KO+MI小鼠心肌细胞数目减少，出现液化性肌溶解，核碎裂、核消失，肌质呈不规律颗粒状，间质水肿，梗死灶外围出现充血出血带，可见大量中性粒细胞浸润，出现大量新生血管。Masson染色结果显示，与WT+MI小鼠相比，KO+MI小鼠梗死区出现大片云雾状胶原沉积，心肌纤维排列无序，纤维化程度加重。和WT+MI组相比，KO+MI组小鼠血清促炎因子TNF-α、IL-6、CK-MB和cTnI水平明显升高（均P0.05）。WT+Sham组小鼠与KO+Sham小鼠相比，NF-κB通路相关蛋白水平差异无统计学意义（P0.05）。和WT+MI组相比，KO+MI组小鼠P-IKBα、P65、P50水平增加，IKBα水平下降（均P0.05）。结论：KLHL21基因对小鼠缺血心肌具有保护作用，其机制可能和抑制NF-κB信号通路激活有关。