翻译:21 DOX targets to GSTP1 and inhibits its activityTo explore the potential target of DOX in the pathogenesis of DIC we conducted DOX-pulldown to investigate the proteins which specifically bind with
2.1 DOX靶向GSTP1并抑制其活性。 为了探索DOX在DIC发病机制中的潜在靶点,我们进行了DOX拉附实验,研究了DOX与小鼠心脏中特异性结合的蛋白质。通过SDS-PAGE和LC-MS/MS发现了7个候选蛋白质(图1A)。鉴于与心肌损伤的密切相关性(32, 33),选择GSTP1进行进一步研究。接下来使用BIAcore实验检测它们的结合常数,在不同浓度的DOX体外实验中显示与GSTP1具有特异性结合(图1B, C)。然后检测了不同浓度DOX处理下的GSTP1 mRNA和蛋白表达水平。GSTP1的mRNA和蛋白表达水平在DOX处理下没有显著变化(图1D, E)。尽管DOX不能影响GSTP1的mRNA和蛋白表达水平,我们推测它是否会影响GSTP1的活性。为了验证这个推测,我们纯化了重组的GSTP1蛋白,并通过SDS-PAGE和免疫印迹验证了其纯度和特性(附图S1A, B)。令人惊讶的是,我们发现DOX能够显著抑制体外GSTP1的活性(图1F)。同时,我们检测了DOX处理下H9c2细胞中的GSTP1活性,与体外结果一致(图1G)。 总的来说,初步结果表明DOX可以靶向GSTP1并抑制其细胞内或细胞外的活性,这在以前没有报道过。
2.2 GSTP1对DOX诱导的心肌病的保护作用。 由于DOX可以特异性地靶向GSTP1并抑制其活性,我们推测GSTP1可能是DIC中的一个重要介质或调节因子。为了在体内确定GSTP1的作用,通过尾静脉注射应用AAV9来调节GSTP1的表达谱。 建立了DIC模型,分析了心脏功能和心肌损伤程度。DOX处理导致心率(BPM)、射血分数(EF)、收缩分数(FS)和射血量与对照组(AAV-NC)相比明显下降,超声心动图评估结果显示这些异常改变被心脏特异性的GSTP1过表达所减轻(图2A-E)。此外,还检测了几种心力衰竭的生物标志物,包括Myh7(肌球蛋白-7)、Anp(心房利钠肽)和Bnp(脑利钠肽),以进一步评估心脏损伤。如我们的q-PCR结果所示,GSTP1过表达显著降低了DOX诱导的Myh7、Anp和Bnp的表达增加(图2F-H)。此外,通过Masson三色染色法调查了小鼠心脏的纤维化情况,结果显示DOX处理导致心脏纤维化,而GSTP1过表达则减轻了这种纤维化(图2I, 2J)。 我们还在斑马鱼和心肌细胞(H9c2,一种大鼠细胞系)中验证了这些发现。具体来说,使用Tg(cmlc2: GFP)斑马鱼胚胎作为实验动物模型,这是一种心肌细胞核和质膜标记为GFP的动物模型(34)。我们发现GSTP1的过表达缓解了DOX引起的心脏异常变化,包括心率降低、心脏形态变长、心室紧凑和心房壁变薄(附图S2A)。对于心肌细胞,利用慢病毒获得过表达GSTP1的H9c2细胞(附图S2B),与对照组(Lenti-NC)相比,Lenti-Flag-GSTP1细胞的细胞毒性较低,这些结果通过显微镜观察得到证实(附图S2C)。此外,不同浓度的DOX处理诱导了细胞毒性,并抑制了细胞内GSTP1的活性。这些异常变化被GSTP1的过表达所缓解,而被GSTP1基因敲除所加重(附图S2D-F)。综上所述,这些发现表明GSTP1的过表达减轻了DIC的进展。
2.3 GSTP1改善体外DOX诱导的铁死亡。 几项先前的研究表明,铁死亡在DIC的进展中起着重要作用。此外,选择性抑制铁死亡在DOX给药后明显改善了心脏功能(5, 35)。在本研究中,我们首先尝试确定GSTP1是否参与DOX处理心肌细胞铁死亡的调节。我们的初步分析显示,铁死亡活化剂RSL3导致心肌细胞存活明显下降。有趣的是,GSTP1过表达缓解了这种铁死亡细胞死亡,而GSTP1干扰则加剧了这种细胞死亡,这表明GSTP1参与了铁死亡的过程(附图S3A, S4A)。接下来,DCFH-DA染色显示DOX处理导致大量ROS产生,这是铁死亡的关键标志。值得注意的是,脂质ROS的增加通过GSTP1过表达减轻,而通过GSTP1敲除加重(附图S3B-D, S4B-D)。然而,DOX引起的凋亡和坏死对GSTP1过表达没有影响,表明GSTP1具有特异性的铁死亡作用(附图S3F)。铁死亡还表现为线粒体萎缩和铁超载。RSL3诱导的线粒体损伤和铁超载通过GSTP1过表达得到减轻(附图S3F-G, S4F-G)。 为了进一步验证GSTP1在DOX诱导的心脏铁死亡中的主导作用,检测了H9c2细胞中与铁死亡相关的参数。具体来说,DOX诱导的铁死亡细胞死亡、更高水平的ROS和脂质ROS水平通过GSTP1过表达得到减轻(图3A-D)。接下来,通过免疫荧光分析和透射电子显微镜检测了DOX处理下的线粒体损伤。观察到DOX处理导致明显的线粒体损伤,而GSTP1过表达减轻了这种损伤(图3E-F)。关于细胞内铁的检测,我们的结果显示DOX处理增加了铁(Fe2+和总铁)的水平,而GSTP1介入减轻了这种异常变化(图3G)。 总的来说,这些发现表明GSTP1通过抑制铁死亡来减轻DOX诱导的心肌细胞损伤,无论是在体内还是体外。与此同时,GSTP1可能是铁死亡的另一个重要介质,就像GPX4一样(附图S3)
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