靶向Nrf2的萝卜硫素预防慢性心衰及机制研究

Chronic heart failure（CHF） has always been an urgent clinical problem need to conquer. Therefore the effective prevention become key measures. The occurrence of CHF was in multiple mechanism, oxidative stress may play an important role in the mechanism of heart failure. While the increase of reactive oxygen species,in turn, stimulate cell growth, apoptosis, migration, inflammatory factor expression and matrix regulation effect etc., which arouse a series of apoptosis, inflammation and fibrosis response, ultimatedly results myocardial remodeling. One study showed that Sulforaphane(SFN) could activate Nrf2 transcription into the nucleus and play antioxidant effects. The work we have observed that SFN prevented diabetic cardiomyopathy induced myocardial dysfunction, inflammation, oxidative damage and fibrosis effect. And also induced the nuclear expression of Nrf2 in myocardial tissue and H9c2 cardiac cells. This research aims to induce rat CHF model through doxorubicin , which observe the affection of SFN on prevention CHF through targeting Nrf2 activation. And explore the mechanism that SFN activate MAPK-ERK1/2/JNK/p38MAPK signal pathways and induce Nrf2 phosphorylation or targeting gene expression. This study aims at revealing that SFN will prevent the occurrence and development of CHF, which will provide broad prospect for clinical application to prevent CHF.

慢性心衰一直是临床亟待攻克的难题。 因此有效的预防措施成为研究的关键。心衰的发生涉及多重机制，氧化应激可能在心衰的发病机制中占有重要角色。而活性氧簇的增加又可刺激细胞的生长、凋亡、迁移、炎症因子表达及基质调节等效应，引起一系列凋亡、炎症及纤维化效应，最终导致心肌重构。有研究表明，萝卜硫素（Sulforaphane，SFN)可激活Nrf2转录进入细胞核发挥抗氧化作用。前期工作中我们已经观察到SFN预防糖尿病心肌病诱导的心肌功能紊乱、炎症、氧化损伤及纤维化效应。并且诱导Nrf2在心肌组织及H9c2心肌细胞的核表达。本研究拟通过阿霉素诱导大鼠慢性心衰模型，观察靶向Nrf2的SFN对慢性心衰预防作用的影响, 并探讨其激活MAPK-ERK1/2/JNK/p38MAPK信号通路，诱导Nrf2磷酸化或靶基因表达的作用机制。本研究旨在揭示SFN预防慢性心衰发生及发展，为预防慢性心衰提供广阔的临床应用前景。

阿霉素（DOX）是一种蒽环类抗肿瘤药物，它的临床应用受到限制是由于剂量依赖性的心肌毒性，甚至进展为慢性心衰（CHF）。目前主要的关于DOX诱导心肌毒性的机制是基于自由基产生诱导的氧化应激。萝卜硫素（SFN）是从十字花科植物中获得的具有良好特征的异硫氰酸酯复合物，可以产生对心脏有益的蛋白，可激活Nrf2信号通路，发挥抗氧化作用。目的: 本课题为了研究Nrf2激活剂SFN是否可预防DOX诱导的大鼠CHF。方法: 雄性大鼠接受总计6周的处理，分为4组 (每组至少30只) ：对照组，SFN组，DOX组和DOX及SFN共同处理组。DOX给予2.5mg/kg，隔日一次，共6次，累积剂量为15mg/kg。SFN皮下注射 0.5 mg/kg，每日一次，共6周。在实验过程的2, 4和 6周, 我们通过超声心动图评价心脏功能。通过RT-qPCR、病理学及酶联免疫吸附试验分析方法评价心肌纤维化、炎症和氧化应激反应。结果:从实验的2到6周，DOX 诱导产生心肌损伤标志物，心肌炎症、纤维化及氧化应激进行性增加。SFN 显著减缓了DOX诱导的进行性心肌结构紊乱，同时也阻止了DOX诱导的心肌功能恶化(显著降低射血分数，增加心衰标志物脑利钠肽的表达)。SFN 几乎完全预防DOX诱导的心肌氧化应激、炎症和纤维化反应。SFN增加了Nrf2及下游靶基因的mRNA、蛋白表达和免疫荧光染色的细胞核表达，证明其上调了Nrf2的表达和转录活性。此外，在培养H9c2 心肌细胞的体外研究中, RNA干涉沉默Nrf2后，SFN失去了对DOX诱导的纤维化和炎症反应的保护作用。结论: SFN可以通过激活Nrf2预防DOX诱导的氧化应激、纤维化及炎症反应，预防DOX诱导CHF的发生及发展。总之，SFN作为一种无毒性的植物营养素，将成为未来预防DOX诱导CHF进展的强有力治疗方法。..