转铁蛋白受体对铁过载所致大鼠心肌细胞铁死亡的作用及其机制

摘要

目的观察铁过载对小鼠心脏功能及大鼠心肌细胞铁死亡的影响,探讨铁转运蛋白受体(TFRC)在大鼠心肌细胞铁死亡中的作用机制。方法C57BL/6J小鼠14只,随机分为正常饮食组和高铁饮食组各7只,分别给予常规饲料和高铁饲料喂食8周后,采用小动物超声检测其心脏功能,酶标仪检测心脏组织丙二醛(MDA)含量,Masson染色检测心脏纤维化情况。通过碘化丙啶(PI)染色和亲脂荧光染料(C11)染色检测细胞死亡率和脂质过氧化物含量,观察柠檬酸铁铵(AIC)和铁死亡抑制剂Ferrostatin-1(Fer-1)对H9C2大鼠心肌细胞的作用。AIC和铁死亡诱导剂Erastin处理H9C2细胞后,Western blotting检测TFRC、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)蛋白表达水平,qRT-PCR检测mRNA表达水平;相同条件下,小干扰RNA敲低TFRC的表达,检测H9C2细胞死亡率和脂质过氧化物含量。结果与正常饮食组比较,高铁饮食组小鼠心室间隔厚度(IVSd)、左心室后壁厚度(LVPWd)、心脏组织MDA相对含量和胶原沉积相对面积均明显增大[(0.96±0.12)mm vs.(0.73±0.09)mm,(1.18±0.28)mm vs.(0.84±0.07)mm,2.08±0.80 vs.1.00±0.50,4.04±0.60 vs.1.00±0.21,P0.05)。经500μmol/L AIC处理后,H9C2细胞死亡率和脂质过氧化物含量明显升高(33.73%±1.20%vs.2.30%±1.73%,5.36±0.06 vs.1.00±0.19,P<0.05),加用Fer-1处理后H9C2细胞死亡率和脂质过氧化物含量明显降低(19.63%±0.81%vs.33.73%±1.2%,2.03±0.12 vs.5.36±0.06,P<0.05);500μmol/L AIC处理后,H9C2细胞TFRC表达量明显升高(P<0.05),TFRC敲低后,脂质过氧化物含量和细胞死亡率明显下降(P<0.05)。Erastin诱导下H9C2细胞TFRC和GPX4蛋白表达量分别明显上调和下调(P<0.05);TFRC敲低后,细胞死亡率明显下降(P<0.05)。结论高铁饮食可诱导大鼠心肌细胞发生铁死亡损伤,TFRC参与了高铁诱导的心肌细胞铁死亡并可能成为心脏疾病治疗研究的新靶点。