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目的:药物研发技术的进步显著改善了癌症患者的生存率,但许多化疗药物会引起不良反应,其中心血管毒性是最常见和威胁生命的不良反应之一。医疗使用率最高的的蒽环类广谱抗癌药物阿霉素(doxorubicin,DOX),因引发危及生命的心脏毒性效应和中枢抑制,限制了其在临床实践中的使用。因此,减少DOX心脏毒性成为临床研究的重点。铁死亡(ferroptosis)在DOX相关心肌损伤等心脏疾病中发挥关键作用。黄芪甲苷(Astragalosides IV,ASIV)具有缺血保护、调节免疫等功效。本研究在细胞学水平建立DOX心肌损伤模型,探究ASIV对DOX相关心肌损伤中铁死亡的影响。方法:(1)选用不同浓度DOX、ASIV、铁抑素-1(Ferrostatin-1,Fer-1)分别干预H9c2细胞,细胞计数检测试剂盒8(cell counting kit8,CCK8)检测H9c2细胞活力,选定最适建模条件。(2)实验分为Control组(空白对照组)、ASIV组(100μmol/L)、DOX组(2μmol/L)、D+A100组(DOX 2μmol/L+ASIV 100μmol/L)。光镜下观察细胞形态,比色法测定细胞上清乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)、ELISA法测定B型钠尿肽(type B natriuretic peptide,BNP)水平;脂质过氧化传感器(C11-BODIPY lipid probes)检测活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平;JC-1探针检测线粒体功能改变、透射电镜观察线粒体超微结构;比色法检测总铁(total iron)、亚铁离子(ferrous iron,Fe2+)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量;实时荧光定量聚合酶链反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,RT-q PCR)测得核因子E2相关因子2(nuclear factor-erythroid 2 related factor2,Nrf2)、谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)m RNA水平;免疫印迹法(Western Blot,WB)检测铁死亡相关因子Nrf2、GPX4、铁蛋白重链1(Ferritin heavy chain-1,FTH1)、铁转运蛋白1(Ferroportin1,FPN1)及4-羟基壬烯醛(4-hydroxynonenal,4HNE)蛋白表达水平。(3)给予铁死亡抑制剂铁抑素1(Ferrostatin-1,Fer-1)后,分组为:Control组、Fer-1组(Fer-1 10μmol/L)、DOX组(2μmol/L)、D+Fer-1组(DOX 2μmol/L+Fer-1 10μmol/L)、D+F+A组(DOX2μmol/L+Fer-1 10μmol/L+ASIV 100μmol/L);JC-1探针检测线粒体功能;比色法检测总Fe、Fe2+含量,WB检测铁死亡相关蛋白Nrf2、GPX4、FTH1、FPN1及4HNE蛋白表达水平。(4)通过不同序列Nrf2 sh RNA重组病毒感染H9c2细胞,确定最佳病毒序列,建立Nrf2低表达模型(sh RNA);转染后分为Nrf2-negative Control sh RNA组(NC)及Nrf2sh RNA组(sh RNA),每组分别给予Control、ASIV、DOX及DOX+A100干预,RT-q PCR和WB测得各组Nrf2、GPX4转录和蛋白水平。结果:(1)DOX降低H9c2心肌细胞活性(P<0.05),根据CCK8结果选择2μmol/L,24h为DOX干预条件;不同浓度的单独ASIV、Fer-1对细胞活力无特殊影响(P>0.05);Fer-1、ASIV显著抑制DOX导致的心肌细胞活性降低(P<0.05),选取100μmol/L ASIV、10μmol/LFer-1为最佳干预浓度。(2)与对照组相比,DOX组H9c2细胞发生细胞损伤,LDH、BNP水平显著升高(P<0.05),ASIV可抑制DOX导致的LDH、BNP水平升高(P<0.05)。(3)DOX可使H9c2细胞ROS、MDA、4HNE等脂质过氧化水平显著升高(P<0.05),与DOX组相比,ASIV显著降低心肌细胞ROS、MDA、4HNE等脂质过氧化指标(P<0.05)。(4)细胞内Fe含量测定显示DOX显著升高细胞内总Fe、Fe2+水平,降低细胞铁储存、输出蛋白FTH1、FPN1表达水平(P<0.05),ASIV可降低DOX导致的细胞内总Fe、Fe2+水平升高,上调FTH1、FPN1表达水平(P<0.05)。(5)DOX可明显损伤线粒体膜电位(P<0.05),ASIV可显著抑制DOX造成的线粒体膜电位损伤(P<0.05);DOX导致线粒体结构损伤;ASIV可减轻DOX导致的线粒体结构损伤。(6)不同序列Nrf2 sh RNA(sh RNA-1、sh RNA-2、sh RNA-3)慢病毒感染H9c2细胞后,与NC组相比,Nrf2 sh RNA组Nrf2基因及蛋白水平均下调(P<0.05)。(7)与NC组相比,Nrf2低表达组模型Nrf2、GPX4基因及蛋白表达水平显著下降(P<0.05),与sh RNA+Control组相比,sh RNA+DOX组及sh RNA+D+A组Nrf2、GPX4蛋白及m RNA表达水平无明显差异(P>0.05)。结论:(1)ASIV抑制DOX诱导的心肌细胞损伤;(2)DOX通过Nrf2/GPX4信号通路诱导心肌细胞铁死亡;(3)ASIV通过Nrf2/GPX4信号通路抑制铁死亡,减轻DOX导致的心肌细胞损伤。