H3K18乳酸化修饰参与低氧诱导脑微血管内皮细胞泛凋亡发生

摘要

目的 探究乳酸化修饰参与低氧诱导脑微血管内皮细胞泛凋亡发生的作用机制。方法 选择20只雄性8周龄C57BL/6小鼠,建立模拟海拔6 000 m低氧环境暴露28 d动物模型。20只小鼠随机分为常氧组、低氧组(每组10只)。体外构建bEnd. 3细胞系常氧(210 m L/L O2)和低氧(10 m L/L O2)环境24 h暴露模型。对小鼠海马组织进行CD31、 GSDMD免疫荧光标记;透射电镜观察小鼠海马组织脑微血管内皮细胞超微结构改变;利用qRT-PCR方法检测海马组织及b End. 3细胞ZBP1、NLRP3、NLRP12、ASC、CASP4、GSDMD等泛凋亡相关分子表达情况; Western blotting检测海马组织及bEnd. 3细胞GSDMD蛋白表达和Pan-Kla、 H3K18乳酸化修饰(H3K18la)水平。用乳酸试剂盒检测海马组织和b End. 3细胞L乳酸(L-LA)含量,用乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒测定外周血和bEnd. 3细胞LDH释放量;进一步使用草氨酸钠(OXA)抑制b End. 3细胞乳酸代谢后检测L-LA、 LDH及上述泛凋亡分子表达水平。结果 免疫荧光染色结果提示低氧组较常氧组海马组织CD31+GSDMD+细胞数增多,透射电镜可见低氧组海马脑微血管出现特征性焦亡内皮细胞;低氧组小鼠外周血和海马组织乳酸(P<0.01)和LDH (P<0.01)含量升高; q RT-PCR检测发现海马组织ZBP1(P<0.01)、NLRP3(P<0.01)、NLRP12(P<0.01)、ASC(P<0.01)、CASP4(P<0.01)、GSDMD(P<0.01)表达水平低氧组较常氧组显著升高。Western blotting检测海马组织Pan-Kla (P<0.01)、 H3K18la (P<0.01)表达水平低氧组较常氧组升高;与常氧组相比,低氧24 h组较常氧24 h组bEnd. 3细胞GSDMD蛋白表达增加且Pan-Kla (P<0.01)、 H3K18la(P<0.01)水平升高,乳酸(P<0.01)和LDH (P<0.01)含量较常氧组升高;低氧+OXA组与低氧组b End. 3细胞相比,乳酸含量(P<0.05)和LDH释放量(P<0.05)减少,损伤相对减弱,上述泛凋亡分子表达水平降低(P<0.05)。结论 低氧暴露可诱导脑微血管内皮细胞泛凋亡的发生, H3K18la可为参与低氧诱导脑微血管内皮细胞泛凋亡的重要靶点。

关键词

低氧 / 认知障碍 / 神经炎症 / 脑微血管内皮细胞 / 泛凋亡 / 蛋白质乳酸化