学术文章
GSH/GPx4介导的铁死亡通路在有氧运动预防自然衰老小鼠模型肝过氧化损伤中的作用
目的 阐明谷胱甘肽(glutathione,GSH) / 谷胱甘肽过氧化物酶 4(glutathione peroxidase 4,GPx4)介导 的铁死亡(ferroptosis)通路在有氧运动预防小鼠增龄性肝细胞过氧化损伤中的作用机制,为运动改善肝衰老和糖脂 代谢紊乱提供新的作用靶点。
方法 52 周龄 SPF 级 C57BL/ 6 雄性小鼠 20 只,随机分为老年对照组(EC 组)和老 年运动组(EE 组),每组 10 只。 16 周递增负荷中等强度运动(1 ~ 2 周 14 m/ min,3 ~ 4 周 15 m/ min,5 ~ 10 周 16 m/ min,11 ~ 16 周 17 m/ min,每天 60 min,坡度为 0°)。 升主动脉灌流后,取肝外侧叶制作 HE 切片和超薄透射电镜 切片。 ELISA 检测肝线粒体 8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2 deoxyguanosine,8-OHdG)、白介素 6(interleukin-6,IL-6)、4-羟 基壬烯醛(4-hydroxynonenal,4-HNE)。 比色法测定肝糖原、甘油三酯( triglyceride,TG)、丙二醛( malondialdehyde, MDA)、肝非血红素铁( non-heme iron)、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸( nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADPH)、GSH。 Western Blot 检测肝 GPx4、醌氧化还原酶 1(NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1,NQO1)、烟酰胺腺 嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶 2(NAPDH oxidase 2,NOX2)、溶质载体家族 7 成员 11 ( solute carrier protein 7 family member 11,SLC7A11)表达量。
结果 (1)有氧运动可有效延缓老年小鼠随年龄增长的肝细胞过氧化损伤,保持肝 细胞线粒体正常结构和糖原储备量。 (2)与 EC 组相比,EE 组小鼠肝 GSH 和 NADPH 显著增加(P < 0. 01)。 (3) 与 EC 组相比,EE 组小鼠肝线粒体 8-OHdG 和 4-HNE、MDA、铁含量和血清炎症因子 IL-6 含量显著下降( P < 0. 01)。 (4)运动增加肝 GPx4、NQO1、SLC7A11 表达量(P < 0. 01),降低 NOX2 表达量(P < 0. 01)。
结论 有氧运 动通过 SLC7A11 增加 GSH 合成,为 GPx4 提供充足的反应底物,激活 GSH/ GPx4 通路,抑制铁死亡进程,改善增龄 引发的肝细胞过氧化损伤,维持肝细胞正常结构与生理功能。
