阿霉素诱导的心肌细胞铁死亡模型小鼠及心肌细胞中piRNA CFAPIR的作用OA

背景:研究发现,铁死亡在阿霉素诱导心肌病中发挥关键作用,并发现piRNA413调控了阿霉素诱导心肌细胞铁死亡,将其命名为心脏铁死亡相关piRNA(简称CFAPIR),但具体调控机制有待进一步阐明。目的:探究piRNA CFAPIR在阿霉素诱导的心肌细胞铁死亡和心肌病中的作用和调控机制。方法:①腹腔注射阿霉素诱导小鼠心肌病,心脏原位注射CFAPIR敲低慢病毒。监测和记录小鼠体质量和生存率,评估心功能、心脏体积和质量、炎症以及心脏纤维化程度。②阿霉素诱导AC16心肌细胞铁死亡,将CFAPIR抑制剂转染至细胞。检测细胞损伤、铁死亡(铁死亡标志物表达水平,铁离子、丙二醛和还原型谷胱甘肽的含量)以及线粒体功能障碍,检测CFAPIR对ABCB8表达水平的影响。结果与结论:①在阿霉素诱导的心肌病动物模型(P<0.0001)和心肌细胞铁死亡模型(P<0.01)中,CFAPIR的水平均显著上调。②在动物水平,敲低CFAPIR显著减轻了阿霉素引起的小鼠心脏毒性,包括抑制体质量减轻(P<0.05)、提高生存率、改善心功能(P<0.01),减轻心脏萎缩(P<0.05),抑制乳酸脱氢酶活性增强(P<0.05),以及减轻心脏纤维化(P<0.0001)。③在细胞水平,敲低CFAPIR显著改善了阿霉素诱导的心肌细胞铁死亡,表现为细胞存活率增高(P<0.05),乳酸脱氢酶活性降低(P<0.01),铁死亡标志物xCT(P<0.01)和谷胱甘肽过氧化物酶4(P<0.001)表达水平上调,前列腺素内过氧化物合酶2的mRNA水平下调(P<0.05),铁超载减轻(P<0.05),丙二醛含量减少(P<0.05),还原型谷胱甘肽含量增多(P<0.01),活性氧积累减少(P<0.01),以及线粒体膜电位的升高(P<0.05)。④敲低CFAPIR显著减弱阿霉素诱导的铁转运蛋白ABCB8表达水平降低(P<0.05)。⑤结果表明,在阿霉素诱导心肌病的动物模型和细胞铁死亡模型中CFAPIR水平均显著上调,敲低CFAPIR显著改善了阿霉素诱导的心脏毒性和心肌细胞铁死亡,并且可能通过靶向线粒体铁转运蛋白ABCB8发挥作用。