基于转录组学和蛋白质组学研究银杏黄酮苷元减轻多柔比星心脏毒性的作用机制OA北大核心CSTPCD

目的基于转录组学和蛋白质组学研究银杏黄酮苷元(GA)降低多柔比星(DOX)心脏毒性的作用机制。方法将36只小鼠随机分为对照组(CON组,隔天尾静脉注射等体积生理盐水+每天灌胃等体积生理盐水)、DOX组(隔天尾静脉注射3 mg/kg DOX)和GDOX组(每天灌胃100 mg/kg GA+隔天尾静脉注射3 mg/kg DOX),每组12只,连续给药/生理盐水15 d。收集小鼠心脏组织进行RNA-Seq转录组学测序和4D-Label-free定量蛋白质组学分析,筛选差异表达基因和蛋白并对其进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析。测定小鼠心脏组织中爱帕琳肽(Apelin)、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)和蛋白激酶B(Akt)的mRNA和蛋白表达水平及PI3K、Akt蛋白的磷酸化水平进行验证。将H9c2心肌细胞分为对照组(CON组)、DOX组(2μmol/L)和GDOX组(2μg/mL GA+2μmol/L DOX),测定细胞存活率及细胞中糖酵解关键物质水平。结果筛选得到6条转录组学与蛋白质组学的共同通路,包括Apelin信号通路、PI3K-Akt信号通路、胰岛素抵抗等;其中以Apelin、PI3K-Akt信号通路中富集到的基因数目最多。靶点验证实验结果显示,与CON组比较,DOX组小鼠心脏组织中Apelin、PI3K和Akt的mRNA相对表达量和蛋白表达水平,以及PI3K、Akt蛋白的磷酸化水平均显著降低(P<0.05或P<0.01);与DOX组比较,GDOX组小鼠心脏组织中Apelin、PI3K和Akt的mRNA相对表达量及PI3K、Akt蛋白的磷酸化水平均显著升高(P<0.05或P<0.01)。细胞实验表明,与CON组比较,DOX组细胞存活率显著降低(P<0.05),细胞中葡萄糖相对摄取量以及丙酮酸、乳酸的相对生成量均显著增加(P<0.05),ATP相对生成量显著减少(P<0.05);与DOX组比较,GDOX组细胞存活率显著升高(P<0.05),细胞中丙酮酸、乳酸的相对生成量均显著减少(P<0.05)。结论GA可能是通过上调心脏组织中Apelin、PI3K和Akt的mRNA及其蛋白表达,调控糖酵解过程,进而改善DOX引起的心脏毒性作用。