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ALOX15B-GPX4轴通过调控神经炎症和铁死亡缓解抑郁症

曾淑娥 陆志星 王延军 孟恬 刘瑞娜

曾淑娥, 陆志星, 王延军, 孟恬, 刘瑞娜. ALOX15B-GPX4轴通过调控神经炎症和铁死亡缓解抑郁症[J]. 昆明医科大学学报.
引用本文: 曾淑娥, 陆志星, 王延军, 孟恬, 刘瑞娜. ALOX15B-GPX4轴通过调控神经炎症和铁死亡缓解抑郁症[J]. 昆明医科大学学报.
Shu’e ZENG, Zhixing LU, Yanjun WANG, Tian MENG, Ruina LIU. ALOX15B-GPX4 Axis in Alleviates Depression by Regulating Neuroinflammation and Ferroptosis[J]. Journal of Kunming Medical University.
Citation: Shu’e ZENG, Zhixing LU, Yanjun WANG, Tian MENG, Ruina LIU. ALOX15B-GPX4 Axis in Alleviates Depression by Regulating Neuroinflammation and Ferroptosis[J]. Journal of Kunming Medical University.

ALOX15B-GPX4轴通过调控神经炎症和铁死亡缓解抑郁症

基金项目: 云南省张勇民院士工作站(202305AF150024);云南省新型研发机构培育对象(202304BQ040019)
详细信息
    作者简介:

    曾淑娥(1987~ ),女,四川宜宾人,医学硕士,副主任医师,主要从事抑郁症的物理治疗及机制研究工作

    通讯作者:

    刘瑞娜,E-mail:liuruina0115@163.com

  • 中图分类号: R749

ALOX15B-GPX4 Axis in Alleviates Depression by Regulating Neuroinflammation and Ferroptosis

  • 摘要:   目的  探讨花生四烯酸 15-脂氧合酶B型(arachidonate 15-lipoxygenase type B,ALOX15B)在抑郁症中的作用及其潜在分子机制。  方法  构建大鼠慢性不可预知性应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)抑郁症模型,蔗糖偏好、强迫游泳以及悬尾实验检测大鼠的抑郁样行为。通过脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)干预BV2细胞构建体外细胞模型。CCK-8法检测细胞活力;流式细胞术检测细胞凋亡率;ELISA试剂盒检测组织和细胞中炎症因子的水平;生化试剂盒检测组织核细胞中Fe2+、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的含量;RT-qPCR和Western blot检测各组组织和细胞中ALOX15B、GPX4、ACSL4、TFR1、FIH1、SLC7A11的表达;免疫荧光染色检测细胞中离子钙结合适配分子1(ionized calcium-binding adaptor molecule 1,IBA-1)的表达。  结果  ALOX15B在CUMS大鼠模型和LPS诱导的BV2细胞模型组均显著上调(P < 0.0001),GPX4则显著下调(P < 0.0001)。敲低ALOX15B能够缓解大鼠的抑郁样行为。敲低ALOX15B组大鼠海马组织中Fe2+、MDA含量显著降低(P < 0.0001),SOD、GSH含量显著升高(P < 0.0001),ACSL4、TFR1蛋白的表达显著降低(P < 0.01),FIH1、SLC7A11蛋白表达显著升高(P < 0.001)。敲低ALOX15B能够显著缓解LPS诱导的细胞活力降低、细胞凋亡率升高的现象。此外,敲低ALOX15B组细胞中Fe2+和MDA含量显著降低(P < 0.01)、GSH和SOD的含量升高(P < 0.01)、ACSL4和TFR1蛋白表达显著降低(P < 0.01),FIH1和SLC7A11蛋白表达量显著升高(P < 0.001)。Co-IP实验证实ALOX15B与GPX4之间存在相互作用,且敲低GPX4可逆转ALOX15B沉默所介导的细胞保护效应。  结论  敲低ALOX15B能够通过减轻神经炎症并抑制铁死亡,进而缓解抑郁症的进展。
  • 图  1  CUMS模型的构建($ \bar x \pm s $,n = 6)

    A:蔗糖偏好实验检测各组大鼠蔗糖的摄入量;B:强迫游泳实验检测大鼠的抑郁样行为;C:悬尾实验评估大鼠的不动状态;***P < 0.001;****P < 0.0001。

    Figure  1.  Establishment of the CUMS model ($ \bar x \pm s $,n = 6)

    图  2  CUMS模型大鼠脑组织中ALOX15B和GPX4的表达($ \bar x \pm s $,n = 6)

    A~B:RT-qPCR检测各组大鼠海马组织中ALOX15B和GPX4的表达情况;C~E:Western blot检测各组大鼠海马组织中ALOX15B和GPX4的蛋白表达情况;**P < 0.01;****P < 0.0001。

    Figure  2.  Expression of ALOX15B and GPX4 in brain tissues of CUMS model rats ($ \bar x \pm s $,n = 6)

    图  3  敲低ALOX15B缓解CUMS大鼠抑郁样行为($ \bar x \pm s $,n = 6)

    A~B:RT-qPCR检测各组大鼠海马组织中ALOX15B和GPX4的表达情况;C~E:Western blot检测各组大鼠海马组织中ALOX15B和GPX4的蛋白表达情况;F:强迫游泳实验检测大鼠的抑郁样行为;G:悬尾实验评估大鼠的不动状态;H:蔗糖偏好实验检测各组大鼠蔗糖的摄入量;**P < 0.01;***P < 0.001;****P < 0.0001。

    Figure  3.  ALOX15B knockdown alleviates depressive-like behaviors in CUMS rats ($ \bar x \pm s $,n = 6)

    图  4  敲低ALOX15B缓解CUMS大鼠的炎症、氧化应激及铁死亡($ \bar x \pm s $,n = 6)

    A~C:ELISA试剂盒检测各组大鼠海马组织中炎症因子TNF-α、IL-6、IL-10的水平;D~G:生化试剂盒检测各组大鼠海马组织中Fe2+、MDA、SOD、GSH的含量;H~L:Western blot检测各组大鼠海马组织中铁死亡相关蛋白ACSL4、TFR1、FIH1、SLC7A11的表达;**P < 0.01;***P < 0.001;****P < 0.0001。

    Figure  4.  ALOX15B knockdown alleviates inflammation,oxidative stress,and ferroptosis in CUMS rats ($ \bar x \pm s $,n = 6)

    图  5  敲低ALOX15B缓解LPS诱导的BV2细胞炎症($ \bar x \pm s $,n = 3)

    A~B:RT-qPCR检测各组细胞中ALOX15B和GPX4的表达情况;C~E:Western blot检测各组细胞中ALOX15B和GPX4的蛋白表达情况;F:CCK-8检测BV2细胞活力;G~I:ELISA试剂盒检测各组细胞中炎症因子TNF-α、IL-6、IL-10的水平;J~K:流式细胞术检测细胞凋亡;L:免疫荧光染色检测细胞中IBA-1的表达,40×;*P < 0.05;**P < 0.01;***P < 0.001;****P < 0.0001。

    Figure  5.  ALOX15B knockdown alleviates LPS-induced inflammation in BV2 cells ($ \bar x \pm s $,n = 3)

    图  6  敲低ALOX15B缓解LPS诱导的BV2细胞铁死亡($ \bar x \pm s $,n = 3)

    A~D:生化试剂盒检测细胞中Fe2+、MDA、GSH、SOD的含量;E~I:Western blot检测各组细胞中铁死亡相关蛋白ACSL4、TFR1、FIH1、SLC7A11的表达;*P < 0.05;**P < 0.01;***P < 0.001;****P < 0.0001。

    Figure  6.  ALOX15B knockdown alleviates LPS-induced ferroptosis in BV2 cells ($ \bar x \pm s $,n = 3)

    图  7  ALOX15B与GPX4相互作用

    A:Co-IP实验检测ALOX15B与GPX4相互作用关系;B~D:Western blot检测ALOX15B与GPX4的蛋白表达;*P < 0.05;**P < 0.01;****P < 0.0001。

    Figure  7.  Interaction between ALOX15B and GPX4 ($ \bar x \pm s $,n = 3)

    图  8  敲低GPX4逆转敲低ALXO15B对BV2细胞的保护作用

    A~B:RT-qPCR检测各组细胞中ALOX15B和GPX4的-表达情况;C~E:Western blot检测各组细胞中ALOX15B和GPX4的蛋白表达情况;F:CCK-8检测BV2细胞活力;G~I:ELISA试剂盒检测各组细胞中炎症因子TNF-α、IL-6、IL-10的水平;J~K:流式细胞术检测细胞凋亡;L~O:生化试剂盒检测细胞中Fe2+、MDA、GSH、SOD的含量;P~T:Western blot检测各组细胞中铁死亡相关蛋白ACSL4、TFR1、FIH1、SLC7A11的表达;*P < 0.05;**P < 0.01;***P < 0.001;****P < 0.0001。

    Figure  8.  GPX4 knockdownreverses the protective effect of ALOX15B knockdown on BV2 cells

    表  1  引物序列

    Table  1.   Primer sequences

    基因引物序列(5’-3’)
    ALOX15BF: CCACCCTCTCTTCAAGTCCAC
    R: CGATGATTTCAGAGACAAAGCGT
    GPX4F: TCACCAAGTTTGGACACCGT
    R: ATAGTGGGGCAGGTCCTTCT
    GAPDHF: GGTCACCAGGGCTGCTTTTA
    R: CCCGTTCTCAGCCATGTAGT
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  • 收稿日期:  2025-12-14

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