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HDAC8表达通过铁死亡及炎症反应在坏死性小肠结肠炎中的作用

郎兴 高宇光 马新生 李静涛 魏建新

郎兴, 高宇光, 马新生, 李静涛, 魏建新. HDAC8表达通过铁死亡及炎症反应在坏死性小肠结肠炎中的作用[J]. 昆明医科大学学报.
引用本文: 郎兴, 高宇光, 马新生, 李静涛, 魏建新. HDAC8表达通过铁死亡及炎症反应在坏死性小肠结肠炎中的作用[J]. 昆明医科大学学报.
Xing LANG, Yuguang GAO, Xinsheng MA, Jingtao LI, Jianxin WEI. The Role of HDAC8 Expression in Necrotizing Enterocolitis Through Ferroptosis and Inflammatory Response[J]. Journal of Kunming Medical University.
Citation: Xing LANG, Yuguang GAO, Xinsheng MA, Jingtao LI, Jianxin WEI. The Role of HDAC8 Expression in Necrotizing Enterocolitis Through Ferroptosis and Inflammatory Response[J]. Journal of Kunming Medical University.

HDAC8表达通过铁死亡及炎症反应在坏死性小肠结肠炎中的作用

基金项目: 河北省医学科学研究基金(20231979)
详细信息
    作者简介:

    郎兴(1982~),男,河北邯郸人,医学学士,主治医师,主要从事小儿外科研究工作

    通讯作者:

    高宇光,E-mail:p696990381@163.com

  • 中图分类号: R574.62

The Role of HDAC8 Expression in Necrotizing Enterocolitis Through Ferroptosis and Inflammatory Response

  • 摘要:   目的  探讨组蛋白去乙酰酶8(histone deacetylase 8,HDAC8)抑制剂PCI-34051对坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis,NEC)小鼠肠道损伤的保护作用及其与铁死亡(ferroptosis)的关系,并通过体外实验进一步验证HDAC8在肠上皮细胞铁死亡中的作用机制。  方法  选取40只出生8~11 d SPF级雄性C57BL/6小鼠,随机分为对照组、NEC组、HDAC8低表达组(NEC+PCI-34051)、HDAC8低表达+Erastin组(NEC+PCI-34051+Erastin)及NEC+Erastin组(每组8只)。采用缺氧加冷应激法建立NEC模型,给予HDAC8抑制剂PCI-34051(20 mg/kg)及/或铁死亡诱导剂Erastin(40 mg/kg)腹腔注射,每日1次,共14 d。检测肠道组织病理学变化、氧化应激及炎症指标、铁死亡相关蛋白(SLC7A11、GPX4、p53)表达及线粒体超微结构。同时采用小鼠肠上皮细胞系IEC-6进行体外实验,分为对照组、Erastin组、HDAC8低表达组(PCI-34051)、HDAC8过表达组(ADV-HDAC8)及HDAC8低表达+SLC7A11敲低组。通过qRT-PCR与Western blot检测HDAC8、SLC7A11、GPX4及ACSL4的表达,并检测细胞活性变化。  结果  与对照组相比,NEC组小鼠肠道结构紊乱,炎性细胞浸润明显,GSH下降(P < 0.001),MDA、ROS及Fe2+升高(P < 0.001),SLC7A11和GPX4表达下降(P < 0.001),p53升高(P < 0.001);HDAC8低表达组肠道组织损伤明显减轻,GSH表达增加,MDA、ROS及Fe2+降低,SLC7A11和GPX4表达增加,p53降低(P < 0.001)。Erastin干预可部分逆转PCI-34051的保护作用。体外实验结果一致:Erastin诱导IEC-6细胞铁死亡,HDAC8抑制上调SLC7A11和GPX4并提高细胞活性,而HDAC8过表达或SLC7A11敲低均增强铁死亡表型(P < 0.001)。  结论  HDAC8抑制剂PCI-34051可通过上调SLC7A11/GPX4、抑制p53信号通路,减轻NEC小鼠及肠上皮细胞的氧化应激、炎症反应及线粒体损伤,其保护作用与抑制铁死亡密切相关。
  • 图  1  小鼠的肠道病理学变化(×200)

    Figure  1.  Intestinal pathological changes in mice (×200)

    图  2  小鼠的肠道组织中HDAC8蛋白水平($ \bar x \pm s $,n = 3)

    A:小鼠肠道组织中HDAC8蛋白印迹图;B:Western blot检测小鼠肠道组织中HDAC8蛋白水平;C:PCR检测小鼠肠道组织中HDAC8 mRNA水平;与对照组比较,*P < 0.05;与NEC组比较,#P < 0.05。

    Figure  2.  HDAC8 protein levels in mouse intestinal tissues($\bar x \pm s $,n = 3)

    图  3  小鼠的肠道组织中F4/80、Ly6G表达水平(×200)

    A:免疫组织化学检测小鼠肠道组织中F4/80、Ly6G表达;B:小鼠肠道组织中F4/80定量分析;C:小鼠肠道组织中Ly6G定量分析;与对照组比较,***P < 0.001;与NEC组比较,###P < 0.001;与HDAC8低表达组比较,△△△P < 0.001。

    Figure  3.  F4/80 and Ly6G expression levels in mouse intestinal tissues (×200)

    图  4  小鼠肠道组织SLC7A11、GPX4、p53 蛋白及mRNA水平($ \bar x \pm s $,n = 3)

    A-D:Western blotting检测小鼠肠道组织中SLC7A11、GPX4、p53蛋白水平;E-G:RT-qPCR检测小鼠肠道组织SLC7A11、GPX4 、p53mRNA表达水平。注:与对照组比较,***P < 0.001;与NEC组比较,###P < 0.001;与HDAC8低表达组相比,△△△P < 0.001。

    Figure  4.  Protein and mRNA levels of SLC7A11,GPX4,and p53 in mouse intestinal tissues($ \bar x \pm s $,n = 3)

    图  5  小鼠肠道组织线粒体结构异常改变(标尺=2 μm)

    注:A:对照组小鼠肠道组织线粒体结构图;B:NEC组小鼠肠道组织线粒体结构图;C:HDAC8低表达组小鼠肠道组织线粒体结构图;D:HDAC8低表达+erastin组小鼠肠道组织线粒体结构图;E:NEC+erastin组组小鼠肠道组织线粒体结构图;红色箭头表示线粒体肿胀、溶解。

    Figure  5.  Abnormal mitochondrial structural changes in mouse intestinal tissue ( 2 μm)

    图  6  肠上皮细胞HDAC8、GPX4、ACSL4 蛋白表达比较($ \overline{\boldsymbol{x}} $ ± s,n = 3)

    A:Western blotting检测肠上皮细胞SLC7A11、GPX4、p53蛋白印迹图;B:肠上皮细胞SLC7A11蛋白定量分析;C:肠上皮细胞GPX4蛋白定量分析;D:肠上皮细胞p53蛋白定量分析;***P<0.001;与对照组比较,▲▲▲P < 0.001;与Erastin组比较,###P < 0.001;与HDAC8低表达组相比,△△△P < 0.001。

    Figure  6.  Comparison of HDAC8,GPX4,and ACSL4 protein expression in intestinal epithelial cells

    表  1  引物序列

    Table  1.   Primer sequences

    基因上游引物下游引物
    SLC7A115′-GGTGGAACTGCTCGTAAT-3′5′-GCTGACACTCGTGCTATT-3′
    GPX45′-CCTCTGCTGCAAGAGCCTCCC-3′5′-CTTATCCAGGCAGACCATGTGC-3′
    HDAC85′-ATCTCAATGATGCTGTCCTGG-3′5′-CATGATCTGGGATCTCAGAGG-3′
    P535′-CCAGCCAAAGAAGAAACCAC-3′5′-CCTCATTCAGCTCTCGGAAC-3′
    GAPDH5′-ACTCCACTCACGGCAAATTC-3′5′-TCTCCATGGTGGTGAAGACA-3′
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    表  2  小鼠肠道组织中GSH、MDA、4-HNE、ROS、Fe2+表达情况($ \bar x \pm s $,n = 3)

    Table  2.   Expression levels of GSH,MDA,4-HNE,ROS,and Fe2+in mouse intestinal tissues ($ \bar x \pm s $,n = 3)

    组别 GSH(μmol/g) MDA(nmol/mg ) 4-HNE(ng/mL) ROS(U/mg) Fe2+(μmol/g)
    对照组 31.44 ± 0.85 20.44 ± 0.99 10.68 ± 0.54 1.01 ± 0.03 1.00 ± 0.04
    NEC组 24.74 ± 1.17▲▲▲ 14.74 ± 1.17▲▲▲ 18.72 ± 0.50▲▲▲ 2.15 ± 0.04▲▲▲ 2.14 ± 0.05▲▲▲
    HDAC8低表达组 28.86 ± 0.56### 18.86 ± 0.56### 13.48 ± 0.96### 1.42 ± 0.03### 1.47 ± 0.05###
    HDAC8低表达+erastin组 26.87 ± 0.25 16.87 ± 0.25 16.77 ± 0.96△△△ 1.88 ± 0.04△△ 1.84 ± 0.05△△
    NEC+erastin组 19.38 ± 0.84### 11.38 ± 1.22### 23.36 ± 1.03### 2.55 ± 0.09### 2.63 ± 0.04###
    F 99.209 44.905 103.325 423.381 523.911
    P < 0.001*** < 0.001*** < 0.001*** < 0.001*** < 0.001***
      ***P < 0.001;与对照组比较,▲▲▲P < 0.001;与NEC组比较,###P < 0.001;与HDAC8低表达组相比,P < 0.05,△△P < 0.01,△△△P < 0.001。
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    表  3  小鼠的肠道组织中炎症因子表达水平($ \bar x \pm s $,n = 3)

    Table  3.   Expression levels of inflammatory factors in mouse intestinal tissues($ \bar x \pm s$,n = 3)

    组别 TNF-α(pg/mL) IL-6(pg/mL) IL-1β(pg/mL)
    对照组 13.44 ± 1.16 22.44 ± 1.16 16.57 ± 0.95
    NEC组 22.07 ± 0.50▲▲▲ 31.74 ± 0.84▲▲▲ 23.74 ± 1.17▲▲▲
    HDAC8低表达组 17.53 ± 0.74### 22.86 ± 0.95### 18.86 ± 0.56###
    HDAC8低表达+erastin组 20.20 ± 0.61△△ 27.87 ± 0.76△△△ 21.20 ± 0.61△△
    NEC+erastin组 28.72 ± 0.75### 35.38 ± 1.07### 31.38 ± 0.78###
    F 156.794 101.210 137.340
    P < 0.001*** < 0.001*** < 0.001***
      ***P < 0.001;与对照组比较,▲▲▲P < 0.001;与NEC组比较,###P < 0.001;与HDAC8低表达组相比,△△P < 0.01,△△△P < 0.001。
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    表  4  肠上皮细胞HDAC8和SLC7A11 mRNA表达比较($ \bar x \pm s $,n = 3)

    Table  4.   Comparison of HDAC8 and SLC7A11 mRNA expression in intestinal epithelial cells($ \bar x \pm s $,n = 3)

    组别HDAC8 mRNASLC7A11mRNA
    Control组1.00 ± 0.021.00 ± 0.03
    Erastin组1.04 ± 0.04▲▲▲0.40 ± 0.02▲▲▲
    HDAC8低表达组0.33 ± 0.02###1.48 ± 0.02###
    HDAC8过表达组4.79 ± 0.07###0.60 ± 0.02###
    HDAC8低表达 +
    SLC7A11敲低组
    0.34 ± 0.02△△△0.38 ± 0.03△△△
    F8181.3071355.329
    P < 0.001*** < 0.001***
      ***P < 0.001;与对照组比较,▲▲▲P < 0.001;与Erastin组比较,###P < 0.001;与HDAC8低表达组相比,△△△P < 0.001。
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    表  5  肠上皮细胞HDAC8和SLC7A11 mRNA表达比较($ \bar x \pm s $,n = 3)

    Table  5.   Comparison of HDAC8 and SLC7A11 mRNA expression in intestinal epithelial cells ($ \bar x \pm s $,n = 3)

    组别 相对细胞活性
    Control组 1.02 ± 0.03
    Erastin组 0.55 ± 0.04▲▲▲
    HDAC8低表达组 0.91 ± 0.03###
    HDAC8过表达组 0.66 ± 0.04###
    HDAC8低表达 + SLC7A11敲低组 0.58 ± 0.04△△△
    F 124.092
    P < 0.001***
      ***P < 0.001;与对照组比较,▲▲▲P < 0.001;与Erastin组比较,###P < 0.001;与HDAC8低表达组相比,△△△P < 0.001。
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  • 收稿日期:  2025-08-17

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