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calpain-1 Mediated Mitochondria ROS/NLRP3 Inflammasome in Atherosclerosis

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Journal of Biosciences and Medicines 2023年第4期11卷 50-59页

作者： Futian Tang Mohamed Ali Awad Lanzhou University Second Hospital Lanzhou China

calpains are calcium-activated cysteine proteases. There are two main isoforms of calpain that are ubiquitously expressed in tissues, calpain μ or calpain 1, which requires micromolar Ca2+ for activation, and calpain or 2, which requires millimolar Ca2+ for activation. The presence of other calpains is tissue specific. Atherosclerosis (AS) is an important risk factor for cerebral infarction, coronary heart disease and peripheral vascular disease. It was originally thought that AS was caused by impaired lipid metabolism. This research briefly reviewed calpain Family, the structure and activation mechanism of calpain1, calpains in the pathogenesis of atherosclerosis, NLRP3 structural characteristics and activation, ROS/NLRP3 inflammasome activation mechanism and ROS/NLRP3 inflammasome in atherosclerosis. The research showed that the calpain-1 may play an important role in mitochondrial ROS/NLRP3 inflammasome in atherosclerosis.

关键词： calpain-1 ROS/NLRP3 Inflammasome Atherosclerosis (AS)

瘦素对窒息新生大鼠心肌组织calpain-1和Bcl-2的表达及细胞凋亡的影响

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中国当代儿科杂志 2016年第10期18卷 1044-1049页

作者：吴丹丹吴星恒张丽娜南昌大学第一附属医院儿科江西南昌330006

目的研究瘦素对窒息新生大鼠心肌组织钙依赖中性蛋白酶(calpain-1)、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)的表达及心肌细胞凋亡的影响。方法将48只新生大鼠随机分为正常对照组、窒息组、瘦素处理组(L20组、L80组、L160组)和calpain-1抑制剂组(CAI-1组... 详细信息

目的研究瘦素对窒息新生大鼠心肌组织钙依赖中性蛋白酶(calpain-1)、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)的表达及心肌细胞凋亡的影响。方法将48只新生大鼠随机分为正常对照组、窒息组、瘦素处理组(L20组、L80组、L160组)和calpain-1抑制剂组(CAI-1组)。建立新生大鼠常压窒息模型,各瘦素处理组在造模后立即给予瘦素20、80、160μg/kg进行腹腔注射,CAI-1组造模后立即给予calpain-1抑制剂10 mg/kg腹腔注射。各组均在造模完成后2 h取心肌组织,免疫组化法检测calpain-1、Bcl-2的表达,Tunel法检测心肌细胞凋亡指数(AI)。结果窒息组calpain-1、Bcl-2的表达及AI值较正常对照组均明显升高(P1组calpain-1表达水平及AI值较窒息组显著下降,Bcl-2表达水平较窒息组显著升高(P1组最显著,且与L160组比较差异均无统计学意义(P>0.05);窒息后各组calpain-1与AI值呈正相关,Bcl-2与calpain-1和AI值均呈负相关(Pcalpain-1的活化,上调Bcl-2表达,从而减少窒息新生大鼠心肌细胞凋亡。

关键词：瘦素窒息 calpain-1 Bcl-2 心肌细胞凋亡新生大鼠

calpain-1在辛伐他汀抑制糖尿病大鼠心肌炎症中的作用

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中国临床解剖学杂志 2019年第1期37卷 60-63,70页

作者：韩倩倩鲁美丽王洪新李腾唐富天张英杰锦州医科大学心血管药物研究重点实验室锦州医科大学附属第一医院心内科三病区辽宁锦州121000 青岛大学附属威海市立第二医院耳鼻喉科山东威海264200

目的探讨钙蛋白酶-1(calpain-1)在辛伐他汀抑制糖尿病大鼠心肌炎症中的作用。方法40只SD大鼠随机分为4组:空白对照组(CON组)、链脲佐菌素组(STZ组)、辛伐他汀高剂量(20 mg/kg)治疗组(STZ+SIM20组)及低剂量(10 mg/kg)治疗组(STZ+SIM10组)... 详细信息

目的探讨钙蛋白酶-1(calpain-1)在辛伐他汀抑制糖尿病大鼠心肌炎症中的作用。方法40只SD大鼠随机分为4组:空白对照组(CON组)、链脲佐菌素组(STZ组)、辛伐他汀高剂量(20 mg/kg)治疗组(STZ+SIM20组)及低剂量(10 mg/kg)治疗组(STZ+SIM10组),给药12周后,采用HE染色观察心肌组织病理学改变;免疫组化检测心肌组织p65的表达;Western Blot检测心肌组织calpain-1、p65、IκBα的蛋白表达;ELISA检测血清中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)的含量。结果辛伐他汀治疗组与STZ组相比,心肌细胞排列整齐,炎性细胞浸润减少;胞浆p65、IκBα蛋白表达增加,calpain-1、TNF-α、IL-6、核内p65表达减少。结论辛伐他汀对糖尿病大鼠心肌炎症有保护作用,其机制可能与抑制心肌calpain-1表达有关。

关键词：辛伐他汀糖尿病大鼠 calpain-1 炎症

calpain-1、caspase-3表达在氟致肾细胞凋亡中作用

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中国公共卫生 2015年第11期31卷 1412-1416页

作者：杨小蓉于燕妮万雯潘菊贵州医科大学法医学系贵州贵阳550004 贵州医科大学病理学教研室贵阳市南明区检察院

目的观察氟对大鼠肾脏calpain-1、caspase-3蛋白及其mRNA表达和肾小管上皮细胞凋亡的影响。方法健康SD大鼠36只,随机分为对照组、低氟组和高氟组3组,每组12只,雌雄各半,分别饮用<1、5、50 mg/L氟化钠的自来水,连续8个月;定期检查大鼠氟... 详细信息

目的观察氟对大鼠肾脏calpain-1、caspase-3蛋白及其mRNA表达和肾小管上皮细胞凋亡的影响。方法健康SD大鼠36只,随机分为对照组、低氟组和高氟组3组,每组12只,雌雄各半,分别饮用1、5、50 mg/L氟化钠的自来水,连续8个月;定期检查大鼠氟斑牙发生情况,实验期末,收集大鼠24 h尿液测尿氟含量;应用免疫组化和原位杂交法检测肾组织中calpain-1和caspase-3蛋白及mRNA表达;原位末端脱氧核苷酸转移酶标记法(TUNEL)及流式细胞仪检测肾小管上皮细胞凋亡率。结果染氟组大鼠出现不同程度氟斑牙表现,且高氟组大鼠氟斑牙程度重于低氟组;与对照组比较,染氟组大鼠尿氟含量明显升高,低、高氟组大鼠肾小管上皮细胞中calpain-1和caspase-3表达[分别为(77.00±7.60)、(83.62±7.78)和(62.33±5.86)、(66.65±3.87)]升高(P19.76±2.21)%、(24.58±2.57)%]均增加(Pcalpain-1表达与caspase-3表达呈正相关(r=0.699,Pcalpain-1、caspase-3基因表达升高引起的肾小管上皮细胞凋亡是慢性氟中毒大鼠肾脏病变的机制之一。

关键词：氟中毒 calpain-1 caspase-3 肾小管上皮细胞凋亡

calpain-1及GPC3在胆囊癌组织中表达意义与临床病理特征关系分析

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Calpain-1及GPC3在胆囊癌组织中表达意义与临床病理特征关系分析

作者：罗卫庆浙江大学

学位级别：硕士

背景：胆囊癌通常被认为是一种相对少见的恶性肿瘤,具有高度侵袭性,预后极差。中华医学会全国胆囊癌流行病学调查报告表明,胆囊癌在我国占恶性肿瘤的第19位,消化道肿瘤的第6位,和世界上胆囊癌的流行病学特征接近。尽管可以采取以手术切... 详细信息

背景：胆囊癌通常被认为是一种相对少见的恶性肿瘤,具有高度侵袭性,预后极差。中华医学会全国胆囊癌流行病学调查报告表明,胆囊癌在我国占恶性肿瘤的第19位,消化道肿瘤的第6位,和世界上胆囊癌的流行病学特征接近。尽管可以采取以手术切除为主的一系列综合治疗手段,但是胆囊癌患者的5年生存率依然不容乐观。目前来说胆囊癌早期诊断困难,进展期肿瘤的根治率低。这样严重影响了胆囊癌的诊断、治疗及预后。因此寻找与胆囊癌相关的肿瘤标志物有着积极的意义,可以为胆囊癌的早期诊断和靶向治疗提供新的方向。calpain-1(钙蛋白酶1)和GPC3(磷脂酰肌醇蛋白聚糖3)是细胞代谢中重要的蛋白,和肿瘤的发生发展有着密切的关系。近年来不少学者在不同恶性肿瘤中对其进行了研究,但目前尚无胆囊癌相关的报道,因此在胆囊癌中研究calpain-1和GPC3是很有价值的,它们也许是胆囊癌潜在的肿瘤标志物。目的：探讨calpain-1和GPC3在胆囊癌组织中的表达及其与胆囊癌临床病理间的关系及临床意义。方法：本研究选取2007-1-2011-12浙江大学附属第一医院100例手术的胆囊癌患者,病理资料及其他临床数据完整。30例同期手术的胆囊炎患者作为对照。采用免疫组织化学EnVision二步法对胆囊癌及胆囊炎石蜡切片组织进行检测,数据分析使用SPSS19软件进行,Pcalpain-1在胆囊癌的高表达率为32%,在胆囊炎中的高表达率为6.7%,两者比较差异有统计学意义(x2=7.668,p=0.006p18, P>0.05).calpain-1与GPC3在胆囊癌组织中的表达正相关(r=0.517,P=0.00,Pcalpain-1与GPC3在胆囊炎组织中的表达负相关(r=-0.856p=0.00,Pcalpain-1与GPC3在胆囊癌中与年龄,性别,组织分化程度,组织学类型及TNM分期及是否远处转移差异均没有显著统计学意义(P>0.05)。结论：calpain-1的高表达可能在胆囊癌的发生发展及演变过程中起促进作用。在胆囊癌组织中calpain-1的高表达可能与胆囊癌的侵袭性有关,可以作为一种胆囊癌的分子标志物;本研究提示联合检测calpain-1和GPC3,对胆囊癌的诊断有一定的临床价值。

关键词：胆囊癌 calpain-1 GPC3 免疫组织化学

枸杞多糖通过下调calpain-1蛋白表达改善糖尿病大鼠血管内皮依赖性舒张功能作用研究

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中国中西医结合杂志 2023年第12期43卷 1486-1490页

作者：陈卫英何元唐富天陈晓梅酒泉市药品检验检测中心甘肃735000 兰州大学第二医院心内科兰州730030 甘肃省第三人民医院儿科兰州730000

目的研究枸杞多糖(LBP)对糖尿病大鼠血管舒张功能障碍的改善作用及机制。方法腹腔注射给予8周龄雄性SD大鼠链脲佐菌素[STZ,50 mg/(kg·d),连续5天]建立糖尿病模型。将24只血糖高于15 mmol/L的大鼠随机分为STZ组、LBP高剂量组和LBP低剂量... 详细信息

目的研究枸杞多糖(LBP)对糖尿病大鼠血管舒张功能障碍的改善作用及机制。方法腹腔注射给予8周龄雄性SD大鼠链脲佐菌素[STZ,50 mg/(kg·d),连续5天]建立糖尿病模型。将24只血糖高于15 mmol/L的大鼠随机分为STZ组、LBP高剂量组和LBP低剂量组,每组8只。另用8周龄雄性SD大鼠作为Control组。LBP高剂量组和LBP低剂量组分别灌胃给予LBP[60、30 mg/(kg·d)],连续12周。实验结束后测定大鼠血管内皮依赖性和非依赖性舒张功能,全血中葡萄糖含量,血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和一氧化氮(NO)含量,血管中内皮型一氧化氮内酶活性(eNOS)和calpain活性,血管中eNOS和calpain-1蛋白表达。结果与Control组比较,STZ组大鼠血管内皮依赖性舒张功能明显障碍,最大舒张百分率只有Control组的45%。与Control组比较,STZ组血糖、TC、TG水平及calpain活性、蛋白表达升高(Pcalpain活性、蛋白表达降低,NO含量、eNOS活性和蛋白表达升高(Pcalpain-1表达,进而提高eNOS活性和增加NO含量有关。

关键词：糖尿病血管舒张功能枸杞多糖一氧化氮内皮型一氧化氮内酶 calpain-1 中药提取物

重组UK114蛋白对宰后牛肉calpain-1及肌原纤维蛋白特性的影响

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山西农业大学学报（自然科学版） 2020年第2期40卷 79-86页

作者：宋彩丽尹淑琴张晓红常泓山西农业大学生命科学学院山西太谷030801 山西农业大学期刊社山西太谷030801

[目的]探究钙蛋白酶激活蛋白UK114对钙蛋白酶(calpain-1)及钙蛋白酶抑制蛋白(calpastatin)介导的牛肉宰后僵直、成熟过程中肌原纤维蛋白性质的影响。[方法]以calpain-1、calpastatin、重组UK114蛋白处理的牛肉为研究对象,测定牛肉宰后... 详细信息

[目的]探究钙蛋白酶激活蛋白UK114对钙蛋白酶(calpain-1)及钙蛋白酶抑制蛋白(calpastatin)介导的牛肉宰后僵直、成熟过程中肌原纤维蛋白性质的影响。[方法]以calpain-1、calpastatin、重组UK114蛋白处理的牛肉为研究对象,测定牛肉宰后成熟过程中calpain-1的活性变化及肌原纤维蛋白水合特性、小片化指数(MFI)、降解情况等指标的变化规律。[结果]随着孵育时间的延长,肌原纤维蛋白表面疏水性呈先上升后下降趋势,溶解性呈现先下降后升高的趋势;calpain-1和UK114+calpain-1处理组疏水性和溶解性的极值点分别提前到48 h和24 h;calpastatin处理组疏水性和溶解性的极值点推迟到120 h;但UK114+calpastatin处理组在48 h达到极值点。[结论]UK114蛋白可抑制calpastatin的抑制作用,促进calpain-1对肌原纤维蛋白的降解。

关键词：重组UK114蛋白牛肉 calpain-1 肌原纤维小片化指数表面疏水性

氧化应激/Ca2+/calpain-1信号通路在黄芪甲苷抑制异丙肾上腺素所致肥厚心肌细胞凋亡中的作用

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氧化应激/Ca2+/calpain-1信号通路在黄芪甲苷抑制异丙肾上腺素所...

作者：梅蒙锦州医科大学

学位级别：硕士

目的观察在异丙肾上腺素(Isoproterenol,ISO)诱导的肥厚心肌细胞凋亡中,氧化应激/Ca/calpain-1信号通路的变化,并进一步探讨黄芪甲苷(Astragaloside IV,ASIV)对ISO诱导的肥厚心肌细胞凋亡的作用及其机制。方法在体实验:50只SD(Sprague-D... 详细信息

目的观察在异丙肾上腺素(Isoproterenol,ISO)诱导的肥厚心肌细胞凋亡中,氧化应激/Ca/calpain-1信号通路的变化,并进一步探讨黄芪甲苷(Astragaloside IV,ASIV)对ISO诱导的肥厚心肌细胞凋亡的作用及其机制。方法在体实验:50只SD(Sprague-Dawley,SD)大鼠随机分为5组:对照组、ISO(10 mg﹒kg﹒d,i.p.)组、ISO+PRO(Propranonol,PRO)(40 mg﹒kg﹒d,i.g.)、ISO+ASIV(80mg﹒kg﹒d,i.g.)组和ISO+calpain抑制剂MDL28170(MDL 28170,MDL)(3 mg﹒kg﹒d,i.p.)组。ISO连续腹腔注射2周后,ASIV、PRO和MDL连续给药6周。采用HE染色观察心肌细胞表面积;称重法检测全心重量指数(Heart weight index,HWI)和左心重量指数(Left ventricle weight index,LVMI);TUNEL染色检测肥厚心肌细胞凋亡率;电镜观察心肌细胞线粒体结构;Fluo-3 AM染色测定心肌细胞内钙离子浓度;Western blot检测Bax、Bcl-2、Mito-NOX4以及calpain-1蛋白表达;Elisa法检测Mito-SOD、Mito-CAT和calpain活性。离体实验:H9C2心肌细胞随机分为5组:对照组、ISO(10μM)组、ISO+PRO(2μM)组、ISO+ASIV(100μM)组和ISO+MDL(15μM)。ISO处理48h后,加入ASIV、PRO和MDL作用48h。采用罗丹明标记的鬼笔环肽染色观察心肌细胞表面积;Real-time PCR检测心肌细胞中ANP m RNA和BNP m RNA表达;流式细胞术检测H9C2心肌细胞凋亡率;JC-1染色检测线粒体膜电位(Mitochondrial membrane potential,ΔΨ);Fluo-3 AM染色测定心肌细胞内钙离子浓度;Western blot检测Bax、Bcl-2、Mito-NOX4以及calpain-1蛋白表达;Elisa法检测Mito-SOD、Mito-CAT和calpain活性。结果与对照组相比,ISO造模后,(1)大鼠心脏表现为HWI、LVWI及心肌细胞表面积增加;H9C2心肌细胞表现为ANP、BNP m RNA表达增加和细胞表面积明显增大;(2)大鼠和H9C2心肌细胞都表现为凋亡率增加,促凋亡蛋白Bax表达增加而抗凋亡蛋白Bcl-2表达降低;(3)大鼠心肌组织电镜观察结果发现线粒体出现肿胀、膜融合和嵴破裂等病变,而H9C2则表现为ΔΨ降低;同时,大鼠心肌线粒体与H9C2心肌细胞线粒体中均表现出Mito-NOX4表达增加,Mito-SOD和Mito-CAT活性降低;(4)分离的成年大鼠心肌细胞和H9C2心肌细胞中均表现出钙荧光强度增加;(5)心脏组织和H9C2细胞中calpain活性增强,calpain-1蛋白表达增加。与ISO组相比,在体实验和离体实验中,(1)黄芪甲苷、MDL和PRO组均能显著减少肥厚心肌细胞凋亡,抑制Bax蛋白表达而增加Bcl-2蛋白表达;(2)ASIV能有效改善心肌细胞线粒体结构,升高ΔΨ,增加Mito-SOD、Mito-CAT活性而减少Mito-NOX4表达;(4)ASIV能降低心肌细胞内钙离子浓度;(5)ASIV和MDL均能降低calpain活性,抑制calpain-1表达。结论黄芪甲苷能够显著减少异丙肾上腺素诱导的肥厚心肌细胞凋亡,其机制可能与抑制氧化应激/Ca/calpain-1信号通路有关。

关键词：黄芪甲苷异丙肾上腺素心肌肥厚凋亡 calpain-1 氧化应激

辛伐他汀通过减轻calpain-1介导的氧化应激和炎症改善糖尿病大鼠心肌肥厚

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辛伐他汀通过减轻calpain-1介导的氧化应激和炎症改善糖尿病大鼠...

作者：韩倩倩锦州医科大学

学位级别：硕士

目的探讨辛伐他汀对链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导的大鼠糖尿病心肌肥厚的改善作用,进而深入探究其潜在的作用机制,为糖尿病心肌病(DCM)治疗提供新的方向。方法40只雄性健康的Sprague-Dawley(SD)大鼠被随机均分到4组,分别为:空白... 详细信息

目的探讨辛伐他汀对链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)诱导的大鼠糖尿病心肌肥厚的改善作用,进而深入探究其潜在的作用机制,为糖尿病心肌病(DCM)治疗提供新的方向。方法40只雄性健康的Sprague-Dawley(SD)大鼠被随机均分到4组,分别为:空白对照组(CON组)、糖尿病模型组(STZ组)、辛伐他汀低剂量(10 mg·kg)组(STZ+SIM10组)、辛伐他汀高剂量(20 mg·kg)组(STZ+SIM20)。连续5天链脲佐菌素(50 mg·kg)腹腔注射后,模型组和辛伐他汀治疗各组大鼠检测随机血糖,当血糖值≥15 mmol/L时视为大鼠造模成功,辛伐他汀各组予相应浓度的辛伐他汀连续灌胃12周,模型组和CON组予以同体积的生理盐水灌胃,称量大鼠体重,左心室重量及全心重量,计算左心重量指数(Left ventricle mass index,LVMI)和全心重量指数(Heart mass index,HMI);试剂盒检测大鼠甘油三酯、血糖和总胆固醇的含量及calpain的活性;用Real-time PCR法检测BNP、ANP mRNA的表达;HE染色法观察各组心肌的组织形态学差异;免疫组化检测心肌组织p65的表达;DHE(Dihydroethidium)染色法观察各组组织中超氧阴离子的水平;血清中白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量由酶联免疫吸附(ELISA)试剂盒检测。Western Blot检测心肌组织ANP、BNP、iNOS、eNOS、TNF-α、ICAM-1、VCAM-1、IL-6、IκBα、calpain-1和p65蛋白的表达。结果与CON组相比,STZ造模后,(1)大鼠体重减轻,LVMI、HMI增加(Pcalpain-1蛋白的表达增加,calpain的活性增强(Pcalpain-1蛋白表达减少,calpain活性降低(Pcalpain-1介导的氧化应激与炎症有关。

关键词：辛伐他汀糖尿病大鼠 calpain-1 炎症氧化应激