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《天津医科大学学报》[ISSN:1006-8147/CN:12-1259/R]

卷:

31卷

期数:

2025年04期

页码:

334-342

栏目:

基础医学

出版日期:

2025-07-10

文章信息/Info

Title:

The role and mechanism of zinc transporter 7 in septic cardiomyopathy

文章编号:

1006-8147(2025)04-0334-09

作者:

韩佳家; 徐哲龙

（天津医科大学基础医学院生理学与病理生理学系，天津 300070）

Author(s):

HAN Jiajia; XU Zhelong

（Department of Pathophysiology， School of Basic Medicine， Tianjin Medical University， Tianjin 300070， China）

关键词:

锌转运体7; 脓毒性心肌病; 线粒体活性氧; 琥珀酸脱氢酶

Keywords:

zinc transporter 7;  septic cardiomyopathy;  mitochondrial reactive oxygen species;  succinate dehydrogenase

分类号:

R363

DOI:

10.20135/j.issn.1006-8147.2025.04.0334

文献标志码:

A

摘要:

目的：探讨锌转运体（ZIP）7在脓毒性心肌病中的作用及其机制。方法：动物实验采用盲肠结扎穿刺术（CLP）构建小鼠脓毒性心肌病动物模型。将野生型小鼠随机分为假手术组（Sham）、CLP-6 h、CLP-12 h、CLP-18 h和CLP-24 h组，检测ZIP7表达情况。将野生型（WT）和心脏特异性ZIP7条件敲除小鼠（ZIP7 cKO）随机分为WT Sham组、WT CLP组和cKO CLP组，用qPCR检测心肌组织细胞因子mRNA表达水平，用试剂盒检测琥珀酸脱氢酶（SDH）活性，用苏木精-伊红（HE）染色法和超声检测小鼠心肌结构功能改变，用MitoSOX Red荧光探针检测线粒体活性氧簇（ROS）；采用Western 印迹检测相关信号通路蛋白表达。细胞实验：用脂多糖（LPS）对小鼠心肌细胞HL-1进行处理，构建脓毒性心肌病细胞模型，将细胞分为对照组（Ctrl）、LPS-6 h、LPS-12 h、LPS-18 h和LPS-24 h组，检测ZIP7表达。将HL-1和ZIP7 KO HL-1细胞分为Ctrl组、LPS组和KOLPS组，采用qPCR检测相关细胞因子表达水平；检测SDH活性。将野生型HL-1随机分为Ctrl组、LPS组、丙二酸二甲酯（DMM）组和DMM+LPS组，用CCK-8试剂盒检测细胞活力，O2k检测线粒体呼吸功能。结果：动物实验：与Sham组小鼠相比，CLP小鼠心肌组织在12、18和24 h ZIP7蛋白表达均升高（t=3.005、4.510、5.985，均P＜0.05）。与WT CLP组相比，cKO CLP组心脏射血分数、缩短分数、每搏输出量、左室前壁厚度均增加（t=2.867、3.270、3.845、2.284，均P＜0.05），心肌肌纤维间隙减小，炎细胞浸润减少，白细胞介素（IL）-1β、IL-6、肿瘤坏死因子（TNF）-α mRNA表达和SDH活性下降（t=3.171、6.585、7.119、3.786，均P<0.01），IL-10表达进一步增加（t=5.147，P<0.001），线粒体ROS和缺氧诱导因子（HIF）-1α、NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NLRP3）、半胱天冬蛋白酶-1前体（ProCaspase-1）、切割型半胱天冬蛋白酶-1（Caspase-1 Cleaved）蛋白表达量减少（t=3.261、2.625、2.239、2.995、4.250，均P＜0.05）。细胞实验：与Ctrl组相比，LPS处理后6、12、18和24 h ZIP7蛋白表达均升高（t=2.728、2.384、3.216、4.087，均P＜0.001）。与HL-1 LPS组相比，KO LPS组IL-1β、IL-6 mRNA水平和SDH活性降低（t=11.33、11.94、3.803，均P＜0.05），IL-10的mRNA水平进一步升高（t=7.525，P<0.001）。与HL-1 LPS组相比，DMM+LPS组线粒体呼吸控制率（RCR）和细胞活力部分恢复（t=5.794、3.224，均P＜0.01），呼吸链复合物1的质子泄露（CⅠLeak）呼吸和非线粒体呼吸减少（t=4.311、10.17，均P＜0.01）。结论：脓毒性心肌病小鼠心肌细胞ZIP7过表达，ZIP7通过SDH/HIF-1α/NLRP3信号通路导致心肌损伤。

Abstract:

Objective： To explore the role and mechanism of zinc transporter （ZIP） 7 in septic cardiomyopathy. Methods： In animal experiments， cecal ligation and puncture （CLP） was used to construct an mouse model of septic cardiomyopathy in mice. Wild-type mice were randomly divided into sham operation group （Sham）， CLP-6 h， CLP-12 h， CLP-18 h and CLP-24 h groups， and the expression of ZIP7 was detected. Wild-type （WT） and heart-specific ZIP7 conditional knockout mice （ZIP7 cKO） mice were randomly divided into the WT Sham group， the WT CLP group and the cKO CLP group. The expression of cytokine mRNA in myocardial tissue was detected by qPCR， and the activity of succinate dehydrogenase （SDH） was detected by the kit. The structural and functional changes of mouse myocardium were detected by hematoxytin-eosin （HE） staining and ultrasound， and mitochondrial rea-ctive oxygen species （ROS） were detected by MitoSOX Red fluorescent probe. The expression of related pathways proteins was detected by Western blotting. Cell experiment： Mouse cardiomyocyte HL-1 was treated with lipopolysaccharide （LPS） to construct a cell model of septic cardiomyopathy. The cells were randomly divided into the control group （Ctrl）， LPS-6 h， LPS-12 h， LPS-18 h and LPS-24 h groups， and the expression of ZIP7 was detected. HL-1 and ZIP7 KO HL-1 cells were divided into the Ctrl group， the LPS group and the KO LPS group. The expression of related cytokines were detected by qPCR， and SDH activity was detected. Wild-type HL-1 was randomly divided into the Ctrl group， the LPS group， the dimethyl malonate （DMM） group and the DMM+LPS group. Cell viability was detected using the CCK-8 kit. Mitochondrial respiratory function was detected using O2k. Results： Animal experiment： Compared with the mice in the Sham group， the expression of ZIP7 protein in the myocardial tissue of CLP mice increased at 12， 18 and 24 h（t=3.005， 4.510， 5.985， all P<0.05）. Compared with the WT CLP group， the cardiac ejection fraction， shortening fraction， stroke volume， and the thickness of the anterior left ventricular wall all increased in the cKO CLP group （t=2.867， 3.270， 3.845， 2.284， all P<0.05）， the myocardial fiber space decreased， and the infiltration of inflammatory cells decreased. The mRNA expressions of cytokines interleukin （IL） -1β， IL-6， and tumor necrosis factor （TNF） -α and the activity of SDH decreased （t=3.171， 6.585， 7.119， 3.786， all P<0.01）， and the expression of IL-10 further increased（t=5.147， P<0.001）. The expression levels of mitochondrial ROS and hypoxia inducible factor-1α（HIF-1α），nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor family pyrin domain-containing 3（NLRP3）， protease Caspase-1（ProCaspase-1）， and Caspase-1 Cleaved proteins decreased （t=3.261， 2.625， 2.239， 2.995， 4.250， all P<0.05）. Cell experiment： Compared with the Ctrl group， the expression of ZIP7 increased at 6 h， 12 h， 18 h and 24 h after LPS treatment （t=2.728， 2.384， 3.216， 4.087， all P< 0.001）. Compared with the HL-1 LPS group， the mRNA of IL-1β， IL-6 and SDH activity in the KO LPS group decreased （t=11.33， 11.94， 3.803， all P<0.05）， and the mRNA of IL-10 further increased （t=7.525，P<0.001）. Compared with the HL-1 LPS group， the mitochondrial respiratory control rate （RCR） and cell viability in the DMM+LPS group partially recovered （t=5.794， 3.224， both P<0.01）， and complex Ⅰproton（CⅠLeak） respiration and non-mitochondrial respiration decreased （t=4.311， 10.17， both P<0.01）. Conclusion： ZIP7 is overexpressed in cardiomyocytes of mice with septic cardiomyopathy， causing myocardial injury through the SDH/HIF-1α/NLRP3 signaling pathway.

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备注/Memo:

作者简介:韩佳家（1999-），女，硕士在读，研究方向：病理学与病理生理学；通信作者：徐哲龙，E-mail：zxu@tmu.edu.cn。

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更新日期/Last Update: 2025-07-10