泛素特异性肽酶10通过糖酵解重编程减轻苯肾上腺素诱导的心肌细胞损伤OA

目的:探讨泛素特异性肽酶10(USP10)是否通过调控糖酵解重编程改善苯肾上腺素(PE)诱导的H9c2心肌细胞损伤。方法:采用PE诱导H9c2细胞建立心肌细胞损伤模型,并构建USP10过表达(Ad-USP10)和敲低(shUSP10)细胞。实验分为正常(normal)组、PE组、PE+阴性对照(PE+sh-NC)组、PE+shUSP10组、PE+过表达空载(Ad-vector)组和PE+Ad-USP10组。对PE组和PE+Ad-USP10组进行转录组测序及GO、KEGG、GSEA富集分析。采用流式细胞术和TUNEL染色检测细胞凋亡,透射电子显微镜观察线粒体超微结构并进行损伤评分,Western blot检测己糖激酶1(HK-1)、6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶3(PFKFB3)及USP10蛋白表达,Seahorse XF检测细胞外酸化率和氧消耗率,并测定培养上清中葡萄糖和乳酸水平。结果:与normal组相比,PE组细胞凋亡率、TUNEL阳性细胞比例及线粒体损伤评分均显著升高,HK-1和PFKFB3蛋白表达、基础糖酵解、糖酵解能力、糖酵解储备及乳酸水平均显著增加,培养上清葡萄糖浓度显著降低,而基础呼吸、最大呼吸、ATP相关呼吸和备用呼吸能力显著下降(P<0.01)。PE+sh-NC组和PE+Ad-vector组上述指标与PE组比较差异均无统计学意义。与PE组相比,PE+shUSP10组细胞凋亡率、TUNEL阳性细胞比例、线粒体损伤评分及HK-1、PFKFB3蛋白表达进一步升高(P<0.01);PE+Ad-USP10组细胞凋亡、线粒体损伤、HK-1和PFKFB3蛋白表达、基础糖酵解、糖酵解能力、糖酵解储备及乳酸水平均显著降低,培养上清葡萄糖浓度显著升高,同时基础呼吸、最大呼吸、ATP相关呼吸和备用呼吸能力显著升高(P<0.05或P<0.01)。结论:USP10过表达可通过抑制HK-1/PFKFB3相关糖酵解重编程并改善线粒体功能障碍,从而减轻PE诱导的H9c2心肌细胞损伤。