ATP敏感性鉀通道在硫化氫抑制壞死性凋亡介導(dǎo)的高糖致H9c2心肌細(xì)胞炎癥中的作用*

梁偉杰， 陳美姬， 何健華， 張穩(wěn)柱， 程 飛， 蘭 軍， 馮鑒強(qiáng)， 黃惠敏△

(1廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院心血管內(nèi)科，2廣州市番禺區(qū)心血管疾病研究所，廣東 廣州 511400；3中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院黃埔院區(qū)兒科，廣東 廣州 510700； 4廣州市番禺區(qū)石碁人民醫(yī)院心血管內(nèi)科，廣東 廣州 511450； 5東莞市第三人民醫(yī)院心血管內(nèi)科，6東莞市心血管疾病研究所，廣東 東莞 523326)

ATP敏感性鉀通道在硫化氫抑制壞死性凋亡介導(dǎo)的高糖致H9c2心肌細(xì)胞炎癥中的作用*

梁偉杰1, 2， 陳美姬3， 何健華4， 張穩(wěn)柱1, 2， 程 飛5, 6， 蘭 軍5, 6， 馮鑒強(qiáng)5, 6， 黃惠敏1, 2△

(1廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院心血管內(nèi)科，2廣州市番禺區(qū)心血管疾病研究所，廣東 廣州 511400；3中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院黃埔院區(qū)兒科，廣東 廣州 510700；4廣州市番禺區(qū)石碁人民醫(yī)院心血管內(nèi)科，廣東 廣州 511450；5東莞市第三人民醫(yī)院心血管內(nèi)科，6東莞市心血管疾病研究所，廣東 東莞 523326)

目的： 探討ATP敏感性鉀通道(KATP通道)在硫化氫(H2S)抑制壞死性凋亡介導(dǎo)的高糖(HG)致H9c2 心肌細(xì)胞炎癥中的作用。方法: 應(yīng)用Western blot法測(cè)定受體相互作用蛋白3(RIP3)和環(huán)氧化酶-2(COX-2)的表達(dá)水平；ELISA檢測(cè)細(xì)胞培養(yǎng)液中白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)和腫瘤壞死因子-α (TNF-α)的水平。結(jié)果: H9c2 心肌細(xì)胞經(jīng)HG (35 mmol/L葡萄糖)處理24 h，其RIP3 的表達(dá)水平明顯升高，100 μmol/L KATP通道開放劑二氮嗪(DZ)和400 μmol/L H2S的供體硫氫化鈉(NaHS)預(yù)處理心肌細(xì)胞30 min均可抑制HG對(duì)RIP3 表達(dá)的上調(diào)；100 μmol/L KATP通道阻斷劑5-羥基癸酸(5-HD)預(yù)處理心肌細(xì)胞30 min可阻斷NaHS對(duì)HG上調(diào)RIP3 表達(dá)的抑制作用。另一方面，100 μmol/L壞死性凋亡的特異性抑制劑necrostatin-1共處理或100 μmol/L DZ、400 μmol/L NaHS預(yù)處理心肌細(xì)胞均能抑制高糖引起的心肌細(xì)胞炎癥，使COX-2 表達(dá)及IL-1β和TNF-α的分泌水平均減少；而100 μmol/L 5-HD能明顯拮抗NaHS的上述抗炎癥反應(yīng)作用。結(jié)論: KATP通道在H2S抑制壞死性凋亡介導(dǎo)的高糖致心肌細(xì)胞炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要的作用。

ATP敏感性鉀通道； 硫化氫； 壞死性凋亡； 高糖； 心肌細(xì)胞； 炎癥

糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy，DCM)是一種嚴(yán)重的糖尿病心血管并發(fā)癥，是引起糖尿病病人心力衰竭和死亡的主要原因，受到全球的廣泛關(guān)注。DCM的發(fā)病涉及多方面的機(jī)制，如氧化應(yīng)激、心肌纖維化、慢性炎癥和心肌細(xì)胞死亡等[1]。研究表明，在DCM患者或動(dòng)物模型中，持續(xù)存在的炎癥反應(yīng)伴隨大量的炎癥細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-6、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)的分泌及與炎癥相關(guān)的信號(hào)分子，如核因子-κB(nuclear factor κB，NF-κB)、環(huán)氧化酶-2(cyclooxygenase-2，COX-2)等的激活，最終導(dǎo)致心肌損傷[2-4]。另一方面，心肌細(xì)胞死亡在DCM的發(fā)生過(guò)程中起關(guān)鍵的開啟作用。壞死性凋亡(necroptosis)也稱為程序性壞死(programmed necrosis)，是近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞死亡方式。在壞死性凋亡發(fā)生過(guò)程中，受體相互作用蛋白(receptor-interacting protein，RIP)家族，尤其是RIP3起重要的作用，過(guò)量表達(dá)的RIP3可導(dǎo)致壞死性凋亡的發(fā)生[5]。有報(bào)道指出，壞死性凋亡和細(xì)胞炎癥反應(yīng)的關(guān)系非常密切。Liu等[6]證實(shí)，壞死性凋亡的特異性抑制劑necrostatin-1(Nec-1)可減輕小鼠結(jié)腸癌細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，提示壞死性凋亡可介導(dǎo)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。但是，在DCM的病理生理機(jī)制中，壞死性凋亡和炎癥的關(guān)系如何目前尚未完全明確，因此，研究這個(gè)問(wèn)題有重要的理論和臨床意義。

ATP敏感性鉀通道(ATP-sensitive K+channel，KATP通道)是Noma于1983年首先在豚鼠的心肌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的，廣泛存在于心肌細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞中。多項(xiàng)研究表明，開放KATP通道對(duì)心肌有明確的保護(hù)作用[7-9]。新型氣體信號(hào)分子硫化氫(hydrogen sulfide，H2S)是KATP通道的開放劑[10]，能保護(hù)H9c2心肌細(xì)胞對(duì)抗高糖引起的心肌細(xì)胞毒性、凋亡、氧化應(yīng)激、線粒體功能受損及炎癥等損傷[11-14]。最近，我們證實(shí)，H2S通過(guò)調(diào)控KATP通道[12]及抑制壞死性凋亡對(duì)抗高糖引起的心肌細(xì)胞損傷[14]，然而，KATP通道是否參與H2S對(duì)炎癥反應(yīng)及壞死性凋亡的抑制，迄今未見(jiàn)報(bào)道。

為此，本研究建立高糖損傷H9c2心肌細(xì)胞模型[11]，重點(diǎn)探討以下問(wèn)題：(1)壞死性凋亡是否介導(dǎo)高糖致心肌細(xì)胞炎癥反應(yīng)；(2)開放KATP通道能否抑制壞死性凋亡介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)；(3)KATP通道在H2S抑制壞死性凋亡介導(dǎo)的心肌細(xì)胞炎癥反應(yīng)中的作用。

材 料 和 方 法

1 材料

Nec-1和硫氫化鈉(sodium hydrosulfide，NaHS)由Sigma-Aldrich供應(yīng)；抗RIP3 抗體和抗COX-2 抗體購(gòu)自CST；二氮嗪(diazoxide, DZ)和5-羥基癸酸(5-hydroxydecanoic acid，5-HD)購(gòu)自Cayman；特級(jí)胎牛血清(fetal bovine serum，F(xiàn)BS)購(gòu)自Gibco BRL；DMEM培養(yǎng)基(其葡萄糖濃度為5.5 mmol/L)由HyClone供應(yīng)；TNF-α和IL-1β ELISA試劑盒由武漢華美生物工程有限公司提供。H9c2心肌細(xì)胞來(lái)源于胚胎期大鼠心臟組織的亞克隆細(xì)胞系，由中山大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心供應(yīng)。

2 方法

2.1 細(xì)胞培養(yǎng) H9c2心肌細(xì)胞置于含10% FBS的DMEM培養(yǎng)基中，于5% CO2、37 ℃的條件下傳代培養(yǎng)，待細(xì)胞生長(zhǎng)至約80%的融合狀態(tài)可用于實(shí)驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)分組 實(shí)驗(yàn)分為10組：(1)正常對(duì)照(control)組采用DMEM培養(yǎng)基作用心肌細(xì)胞24 h；(2)高糖(high glucose，HG)組用含有高濃度葡萄糖(35 mmol/L)的DMEM培養(yǎng)基作用心肌細(xì)胞24 h；(3) NaHS+HG組用400 μmol/L NaHS預(yù)處理心肌細(xì)胞30 min，PBS液洗2次后，用含高濃度葡萄糖的DMEM培養(yǎng)基作用24 h；(4) 5-HD+NaHS+HG組用100 μmol/L 5-HD作用心肌細(xì)胞30 min，撤去，PBS洗2次，后續(xù)步驟與第(3)實(shí)驗(yàn)組相同；(5) DZ+HG組用100 μmol/L DZ預(yù)處理心肌細(xì)胞30 min，PBS液洗2次后，用含高濃度葡萄糖的DMEM培養(yǎng)基作用24 h；(6) Nec-1+ HG組用100 μmol/L Nec-1與含高濃度葡萄糖的DMEM培養(yǎng)基共處理心肌細(xì)胞24 h；(7) NaHS組用400 μmol/L NaHS作用心肌細(xì)胞30 min，PBS洗2次，接著DMEM培養(yǎng)基處理24 h；(8) 5-HD組用100 μmol/L 5-HD作用心肌細(xì)胞30 min，PBS洗2次，接著DMEM培養(yǎng)基處理24 h；(9) DZ組用100 μmol/L DZ作用心肌細(xì)胞30 min，撤去，PBS洗2次，接著DMEM培養(yǎng)基處理24 h；(10) Nec-1組用100 μmol/L Nec-1與DMEM培養(yǎng)基共處理心肌細(xì)胞24 h。

2.3 Western blot法檢測(cè)RIP3 和COX-2 的表達(dá)水平 在60 mm培養(yǎng)皿中種植H9c2 心肌細(xì)胞，待細(xì)胞生長(zhǎng)至大約80%的融合度時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)分組給予相應(yīng)處理后，加入細(xì)胞裂解液，4 ℃的搖床上作用30 min，12 000 r/min高速離心10 min，以BCA法測(cè)定蛋白質(zhì)含量。等量的蛋白經(jīng)10%SDS-PAGE分離后，轉(zhuǎn)移至PVDF膜上，5%脫脂奶粉封閉1 h，加入Ⅰ抗，即兔抗鼠RIP3、COX-2或GAPDH(濃度均為1∶1 000)，4 ℃作用過(guò)夜后加入濃度為1∶2 500的Ⅱ抗稀釋液，室溫下孵育1.5 h，ECL法使PVDF膜顯色，暗室中將顯色條帶曝光到醫(yī)用X線片上，凝膠成像掃描系統(tǒng)分析結(jié)果。實(shí)驗(yàn)重復(fù)5次。

2.4 ELISA檢測(cè)細(xì)胞培養(yǎng)液中IL-1β和TNF-α的水平 于96孔板中種植H9c2 心肌細(xì)胞，待細(xì)胞融合度達(dá)到約80%時(shí)，按照分組給予不同的處理后，收集培養(yǎng)基留作待測(cè)標(biāo)本。ELISA操作流程根據(jù)試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行，在終止顯色反應(yīng)后，用酶標(biāo)儀測(cè)定各孔450 nm處吸光度(A)值。取5孔A值的平均數(shù)，根據(jù)以下公式計(jì)算出IL-1β和TNF-α的誘導(dǎo)釋放率(%)：處理組A/對(duì)照組A×100%。實(shí)驗(yàn)重復(fù)5次。

3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理和分析，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤(mean±SEM)表示，單因素方差分析(one-way ANOVA)用于多個(gè)樣本均數(shù)間的比較，SNK-q檢驗(yàn)用于多個(gè)樣本均數(shù)間的兩兩比較，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1 KATP通道開放劑抑制HG誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞RIP3表達(dá)增加

圖1顯示，H9c2心肌細(xì)胞經(jīng)HG (35 mmol/L葡萄糖)作用24 h后，其RIP3的表達(dá)明顯增加，與control組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。應(yīng)用100 μmol/L DZ(KATP通道開放劑)預(yù)處理心肌細(xì)胞30 min后再予HG作用心肌細(xì)胞24 h，RIP3的表達(dá)明顯減少，與HG組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。100 μmol/L DZ本身對(duì)心肌細(xì)胞RIP3的基礎(chǔ)表達(dá)無(wú)明顯影響。

Figure 1.KATPchannel opener diazoxide (DZ) attenuated high glucose (HG)-induced up-regulation of RIP3 in H9c2 cardiac cells. Mean±SEM.n=5.**P<0.01vscontrol group;##P<0.01vsHG group.

圖1 KATP通道開放劑抑制HG誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞RIP3表達(dá)增加

2 KATP通道介導(dǎo)H2S對(duì)HG上調(diào)RIP3表達(dá)的抑制作用

如前所述，HG可明顯上調(diào)RIP3的表達(dá)；在HG處理心肌細(xì)胞前，應(yīng)用400 μmol/L NaHS預(yù)處理心肌細(xì)胞30 min可使RIP3的表達(dá)明顯減少，與HG處理組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。但是，在NaHS預(yù)處理前，應(yīng)用100 μmol/L 5-HD(KATP通道阻斷劑)作用心肌細(xì)胞30 min，可使NaHS對(duì)RIP3表達(dá)的抑制作用減弱，與NaHS預(yù)處理組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。400 μmol/L NaHS或100 μmol/L 5-HD本身對(duì)心肌細(xì)胞RIP3的基礎(chǔ)表達(dá)無(wú)明顯的影響，見(jiàn)圖2。

Figure 2.KATPchannels contributed to the inhibitory effect of H2S on HG-induced increase in RIP3 expression in H9c2 cardiac cells. Mean±SEM.n=5.**P<0.01vscontrol group;##P<0.01vsHG group;△△P<0.01vsHG+NaHS group.

圖2 KATP通道介導(dǎo)H2S抑制HG誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞RIP3表達(dá)增加

3 壞死性凋亡抑制劑和KATP通道開放劑抑制HG誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞COX-2 表達(dá)上調(diào)

HG作用心肌細(xì)胞24 h可明顯上調(diào)COX-2的表達(dá)，與對(duì)照組比較，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。但是，應(yīng)用100 μmol/L Nec-1(壞死性凋亡的特異性抑制劑)和HG共處理心肌細(xì)胞24 h可明顯拮抗HG對(duì)COX-2表達(dá)的上調(diào)作用，與HG組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。100 μmol/L Nec-1本身對(duì)心肌細(xì)胞COX-2的基礎(chǔ)表達(dá)無(wú)明顯影響。

與Nec-1的作用相類似，100 μmol/L DZ預(yù)處理心肌細(xì)胞也能明顯地抑制HG對(duì)COX-2表達(dá)的上調(diào)，與HG組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。100 μmol/L DZ本身對(duì)心肌細(xì)胞COX-2的基礎(chǔ)表達(dá)無(wú)明顯影響,見(jiàn)圖3。

Figure 3.The inhibitor of necroptosis (A) and KATPchannel opener (B) attenuated HG-induced up-regulation of COX-2 in H9c2 cardiac cells. Mean±SEM.n=5.**P<0.01vscontrol group;##P<0.01vsHG group.

圖3 壞死性凋亡抑制劑和KATP通道開放劑抑制HG誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞COX-2表達(dá)上調(diào)

4 KATP通道介導(dǎo)H2S對(duì)HG促進(jìn)COX-2表達(dá)的抑制作用

如前所述，HG可促進(jìn)COX-2的表達(dá)；應(yīng)用400 μmol/L NaHS預(yù)處理心肌細(xì)胞30 min，可使COX-2 的表達(dá)明顯減少，與HG處理組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。但是，在NaHS預(yù)處理前，應(yīng)用100 μmol/L 5-HD預(yù)處理心肌細(xì)胞30 min可使NaHS對(duì)COX-2表達(dá)的抑制作用明顯減弱，與NaHS預(yù)處理組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。400 μmol/L NaHS或100 μmol/L 5-HD本身對(duì)心肌細(xì)胞COX-2的基礎(chǔ)表達(dá)無(wú)明顯的影響,見(jiàn)圖4。

Figure 4.KATPchannels contributed to the inhibitory effect of H2S on HG-induced increase in the expression of COX-2 in H9c2 cardiac cells. Mean±SEM.n=5.**P<0.01vscontrol group;##P<0.01vsHG group;△△P<0.01vsHG+NaHS group.

圖4 KATP通道介導(dǎo)H2S抑制HG誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞COX-2 表達(dá)上調(diào)

5 KATP通道參與H2S對(duì)壞死性凋亡介導(dǎo)的HG致炎癥細(xì)胞因子分泌的抑制

如圖5所示，HG處理心肌細(xì)胞24 h可明顯促進(jìn)炎癥細(xì)胞因子IL-1β和TNF-α的分泌，與control組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。應(yīng)用100 μmol/L Nec-1共處理或100 μmol/L DZ預(yù)處理心肌細(xì)胞能拮抗HG對(duì)炎癥細(xì)胞因子分泌的促進(jìn)作用，使IL-1β和TNF-α的分泌水平降低，與HG組分別比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。100 μmol/L Nec-1或100 μmol/L DZ本身不影響炎癥細(xì)胞因子的基礎(chǔ)分泌。

與Nec-1或DZ抑制炎癥細(xì)胞因子分泌的作用相類似，應(yīng)用400 μmol/L NaHS預(yù)處理心肌細(xì)胞30 min也可使IL-1β和TNF-α的分泌水平明顯降低，與HG組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。但是，在NaHS預(yù)處理前，應(yīng)用100 μmol/L 5-HD作用心肌細(xì)胞30 min可明顯拮抗NaHS對(duì)HG誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞因子分泌的抑制作用，使IL-1β和TNF-α的分泌水平升高，與NaHS預(yù)處理組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01)。400 μmol/L NaHS或100 μmol/L 5-HD本身對(duì)炎癥細(xì)胞因子的基礎(chǔ)分泌無(wú)明顯的影響。

Figure 5.KATPchannels mediated the inhibitory effect of H2S on HG-induced secretion of inflammatory cytokines mediated by necroptosis in H9c2 cardiac cells. Mean±SEM.n=5.**P<0.01vscontrol group;##P<0.01vsHG group;△△P<0.01vsHG+NaHS group.

圖5 KATP通道參與H2S抑制壞死性凋亡介導(dǎo)的高糖致心肌細(xì)胞炎癥細(xì)胞因子分泌

討 論

炎癥反應(yīng)是高血糖引起心肌損傷的一個(gè)重要的病理生理機(jī)制。和我們之前的報(bào)道[12]及其它的研究結(jié)果[2-4]相一致，本研究再次證實(shí)，HG可引起明顯的心肌細(xì)胞炎癥反應(yīng)，表現(xiàn)為炎癥細(xì)胞因子IL-1β、TNF-α的分泌水平升高和炎癥通路COX-2的激活。生理狀態(tài)下COX-2在絕大部分組織細(xì)胞中是鮮有表達(dá)的，在炎癥、缺氧、高血糖、腫瘤等病理狀態(tài)下則表達(dá)呈增高趨勢(shì)，誘導(dǎo)合成前列腺素類衍生物，是誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)的一種重要的信號(hào)分子。研究表明，細(xì)胞炎癥和壞死性凋亡的關(guān)系非常密切。最近，我們證實(shí)壞死性凋亡參與HG引起的心肌細(xì)胞損傷[14]。但是，壞死性凋亡是否參與HG引起的心肌細(xì)胞炎癥尚不清楚。因此，在本研究中，我們觀察了壞死性凋亡的特異性抑制劑Nec-1對(duì)HG誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞炎癥的影響，結(jié)果表明Nec-1可明顯抑制HG引起的心肌細(xì)胞炎癥反應(yīng)，使炎癥細(xì)胞因子的分泌和COX-2的表達(dá)減少，清晰地提示壞死性凋亡可介導(dǎo)HG誘導(dǎo)的H9c2心肌細(xì)胞炎癥。Liu等[6]在結(jié)腸癌細(xì)胞(HT-29細(xì)胞)模型的研究結(jié)論與本文相似，且我們首次證實(shí)，在HG損傷心肌細(xì)胞的條件下，壞死性凋亡可激活COX-2通路，這可能是壞死性凋亡介導(dǎo)炎癥的一個(gè)重要機(jī)制，但尚需進(jìn)一步的探討。

KATP通道是一種受細(xì)胞內(nèi)ATP濃度調(diào)控的內(nèi)向整流鉀通道，其活性狀態(tài)主要決定于胞內(nèi)ATP與ADP的濃度。心肌細(xì)胞KATP通道的激活可通過(guò)縮短動(dòng)作電位時(shí)程、減少鈣超載、減少能量消耗、抑制線粒體滲透性轉(zhuǎn)換孔開放等機(jī)制，發(fā)揮心肌保護(hù)作用。因壞死性凋亡可引起細(xì)胞內(nèi)ATP濃度的變化[15]，因此我們推測(cè)KATP通道可能對(duì)壞死性凋亡有一定的調(diào)控作用。為了驗(yàn)證我們的假設(shè)，我們首先觀察了KATP通道開放劑DZ對(duì)HG上調(diào)RIP3表達(dá)的影響。結(jié)果表明，DZ可明顯地拮抗HG對(duì)RIP3 表達(dá)的上調(diào)作用。此外，應(yīng)用DZ預(yù)處理心肌細(xì)胞和應(yīng)用壞死性凋亡的特異性抑制劑Nec-1共處理心肌細(xì)胞均產(chǎn)生類似的抗炎癥反應(yīng)作用，使IL-1β、TNF-α的分泌和COX-2的表達(dá)減少。上述結(jié)果提示，開放KATP通道可抑制壞死性凋亡及其介導(dǎo)的心肌細(xì)胞炎癥反應(yīng)。

重要的是，我們進(jìn)一步探討了高糖狀態(tài)下，KATP通道在H2S抑制壞死性凋亡介導(dǎo)的心肌細(xì)胞炎癥中的作用。H2S是繼CO和NO之后被發(fā)現(xiàn)的第3種內(nèi)源性氣體信號(hào)分子，具有多種病理生理作用。H2S是KATP通道的開放劑[10]，可通過(guò)調(diào)控KATP通道實(shí)現(xiàn)細(xì)胞保護(hù)作用。例如，H2S可激活KATP通道減輕缺氧對(duì)神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞(SH-SY5Y細(xì)胞)的損傷[16]；Bian等[17]報(bào)道，KATP通道介導(dǎo)H2S對(duì)缺血引起大鼠心肌細(xì)胞損傷的抑制作用；我們最近證實(shí)，H2S可通過(guò)開放KATP通道對(duì)抗HG引起的H9c2心肌細(xì)胞損傷[13]。為了探討KATP通道是否介導(dǎo)H2S對(duì)HG誘發(fā)的心肌細(xì)胞炎癥的抑制作用，本研究在上述研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步觀察KATP通道阻斷劑5-HD預(yù)處理心肌細(xì)胞對(duì)H2S抑制HG致心肌細(xì)胞炎癥反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，5-HD可明顯減弱H2S的抗壞死性凋亡和抗炎癥反應(yīng)作用，使RIP3和COX-2表達(dá)水平明顯上升，IL-1β和TNF-α分泌增多，提示在高糖狀態(tài)下，通過(guò)激活KATP通道繼而抑制壞死性凋亡介導(dǎo)的心肌細(xì)胞炎癥反應(yīng)，可能是H2S發(fā)揮其保護(hù)心肌細(xì)胞對(duì)抗HG引起的炎癥反應(yīng)的重要機(jī)制之一，這為深入闡明H2S的抗炎癥機(jī)制提供了新穎的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

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(責(zé)任編輯： 林白霜， 羅 森)

Role of ATP-sensitive potassium channels in inhibitory effect of hydrogen sulfide on high glucose-induced inflammation mediated by necroptosis in H9c2 cardiac cells

LIANG Wei-jie1, 2, CHEN Mei-ji3, HE Jian-hua4, ZHANG Wen-zhu1, 2, CHENG Fei5, 6, LAN Jun5, 6, FENG Jian-qiang5, 6, HUANG Hui-min1, 2

(1DepartmentofCardiology,CentralHospitalofPanyuDistrict,2CardiovascularInstituteofPanyuDistrict,Guangzhou511400,China;3DepartmentofPediatrics,HuangpuDivision,TheFirstAffiliatedHospitalofSunYat-senUniversity,Guangzhou510700,China;4DepartmentofCardiology,ShiqiPeople’sHospitalofPanyuDistrict,Guangzhou511450,China;5DepartmentofCardiology,TheThirdPeople’sHospitalofDongguanCity,6CardiovascularInstituteofDongguanCity,Dongguan523326,China.E-mail: 9090430@qq.com)

AIM: To investigate the role of ATP-sensitive potassium (KATP) channels in the inhibitory effect of hydrogen sulfide (H2S) on high glucose(HG)-induced inflammation mediated by necroptosis in H9c2 cardiac cells.METHODS: The expression levels of receptor-interacting protein 3 (RIP3; an indicator of necroptosis) and cyclooxyge-nase-2 (COX-2) were determined by Western blot. The levels of interleukin-1β (IL-1β) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) were detected by ELISA.RESULTS: After H9c2 cardiac cells were treated with 35 mmol/L glucose (HG) for 24 h, the expression of RIP3 was significantly increased. Pre-treatment of the cells with 100 μmol/L diazoxide (DZ; a KATPchannel opener) or 400 μmol/L NaHS (a donor of H2S) for 30 min considerably blocked the up-regulation of RIP3 induced by HG. Moreover, pre-treatment of the cells with 100 μmol/L 5-hydroxydecanoic acid (5-HD; a KATPchannel blocker) attenuated the inhibitory effect of NaHS on HG-induced up-regulation of RIP3. On the other hand, co-treatment of the cells with 100 μmol/L necrostatin-1 (a specific inhibitor of necroptosis) or pre-treatment of the cells with 100 μmol/L DZ or 400 μmol/L NaHS attenuated HG-induced inflammatory responses, evidenced by decreases in the expression of COX-2 and secretion levels of IL-1β and TNF-α. However, pre-treatment of the cells with 100 μmol/L 5-HD significantly attenuated the above anti-inflammatory effects of NaHS.CONCLUSION: KATPchannels play an important role in the inhibitory effect of H2S on HG-induced inflammation mediated by necroptosis in H9c2 cardiac cells.

ATP-sensitive potassium channel; Hydrogen sulfide; Necroptosis; High glucose; Cardiomyocyte; Inflammation

1000- 4718(2016)08- 1364- 06

2016- 04- 05

2016- 05- 06

廣東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No. 2015A030313690)；番禺區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目(No. 2015-Z03-57)

R363

A

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