血红素加氧酶-1在缺血/再灌注损伤中的保护作用

血红素加氧酶-1(Heme Oxygenase-1,HO-1)是催化血红素分解的关键酶。近年来,人们对血红素降解产物的抗氧化、抗炎症等功能的认识推动了对HO酶系的研究。缺血／再灌注损伤(IRI)是一个重要的临床问题,而临床上对IRI的防治尚缺乏有效的方法。目前发现HO-1过表达具有抗IRI的作用,其保护作用的可能机制有：抗氧化作用、调节微循环、调节细胞周期和抗炎症作用。     

血红素加氧酶-1在对抗过氧化氢引起的血管低反应性中的作用

目的：研究HO-1的诱导剂是否可对抗H2O2引起的血管低反应性,并探讨其作用机制。方法：采用血管环灌流装置,观察胸主动脉环的收缩效应。结果：①SD大鼠腹腔注射高铁血红素后,主动脉HO-1活性和血中CO含量增高;同时,H2O2引起的血管收缩功能下降的现象明显改善。②KATP通道阻断剂优降糖,而非GC抑制亚甲蓝,可取消高铁血红素的抗H2O2损伤的作用。③Hemin＋H2O2组与单纯H2O2组的钙收缩曲线无明显差异。④无钙液中,高铁血红素可抑制H2O2引起的咖啡因和PE诱导的收缩幅度的下降。结论：诱导主动脉HO-1活性增加,可对抗氧化应激引起的血管收缩反应的低下,其机制可能是通过激活KATP通道,影响细胞内贮存钙的释放起作用。而与GC信号转导通路无关。     

血红素加氧酶-1在中枢神经系统疾病中的作用

血红素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)是一种应激蛋白,可将血红素降解为胆绿素、游离铁和一氧化碳。目前,国内外普遍认为HO-1在神经系统损伤后的应激反应中有至关重要的作用,其表达量与神经元凋亡和神经变性密切相关。本文对近年来HO-1在神经系统损伤性疾病中的现有研究结果进行了总结分析,旨在为相关研究的发展提供新的思路和方向。     

血红素氧合酶-1 mRNA在离体大鼠心肌缺血预处理中的变化

目的:观察血红素氧合酶-1(HO-1)mRNA在缺血预适应中的变化.方法:实验动物随机分为对照组(CN)、缺血/再灌损伤组(I/R)、缺血预适应 缺血/再灌损伤组(PC).结果:PC组的心功能恢复率高于I/R组(P<0.05),MDA含量低于I/R组(P<0.05),HO-1 mRNA又高于I/R组(P<0.05).结论:HO-1mRNA表达上调与缺血预适应保护缺血/再灌注损伤心肌有关.     

血红素氧合酶-1在离体大鼠心肌缺血预适应中的作用

目的:分别观察给予HO-1诱导剂和抑制剂对心肌相对缺血再灌注损伤和缺血预适应的影响,探讨HO-1在缺血预适应中的作用.方法:实验动物随机分为对照组(CN)、缺血/再灌损伤组(I/R)、缺血预适应 缺血/再灌损伤组(PC)、HO-1诱导剂 缺血/再灌损伤组(HM)、HO-1抑制剂 缺血预适应组(ZP).心肌缺血/再灌损伤采用相对缺血/再灌损伤模型,缺血预适应则为相对缺血5min恢复5min,反复2次.测定心功能、MDA及HO-1活性变化.结果:HM组HO-1活性升高,心功能恢复率均显著高于IR组(P＜0.01),MDA含量显著低于IR组(P＜0.05).ZP组活性降低,心功能恢复率显著低于PC组(P＜0.05),MDA含量显著高于PC组(P＜0 05).结论:HO-1是缺血预适应释放的内源性活性物质之一.     

血红素加氧酶1在斑马鱼低氧应激中的保护作用研究

实验探讨了低氧条件下血红素加氧酶1（Ho1）对斑马鱼的保护作用。Real-time PCR结果显示,低氧条件下斑马鱼ho1 mRNA水平在斑马鱼胚胎和离体培养细胞ZF4中显著增加,而在成鱼的不同组织中呈现不同的反应。低氧处理24h后,斑马鱼脑、鳃和肝脏中ho1 mRNA表达量明显上升,而在心脏和肾脏中ho1 mRNA表达量显著降低。用锌原卟啉IX（ZnPPIX）抑制ZF4细胞ho1的表达,采用CCK8试剂盒检测细胞存活率,结果显示抑制ho1表达可导致低氧条件下ZF4细胞存活率明显降低。利用Hoechst染色和caspase 3活性检测发现,在低氧条件下抑制ho1表达后ZF4细胞的凋亡率较对照组显著增加,而Ho1的诱导剂可显著降低低氧条件下抑制组的细胞凋亡率。这些结果表明斑马鱼Ho1可能通过抗细胞凋亡发挥低氧保护作用。     

血红素加氧酶-1重组载体的构建及在胃癌细胞中的初步研究

目的构建人血红素加氧酶-1（hemeoxygenase-1,HO-1）及其突变体的真核表达载体,观察其在胃腺癌细胞中HO-1表达和活性变化,研究HO-1活性变化的胃腺癌细胞对顺铂抗药能力的变化,为进一步研究HO-1对肿瘤细胞影响机制奠定基础。方法根据GenBank中HO-1cDNA序列设计引物,调取基因并克隆入pcDNA3．1（＋）质粒中,构建表达人野生型HO-1与突变型HO-1（HO-1G143H）的重组质粒。脂质体介导重组质粒转染胃腺癌细胞BGC823,用RT—PCR和Western印迹法分别检测细胞中HO-1mRNA的表达和蛋白表达水平,体外测定HO—1活性变化,应用顺铂进行体外抗药性实验。结果酶切鉴定和测序证实,HO-1真核表达载体构建成功;转染质粒后的BGC823,HO-1的mRNA和蛋白的表达水平明显上升;转入野生型质粒的细胞HO-1活性上升,转入突变型质粒的细胞HO-1活性下降;HO-1活性下降BGC823细胞抗顺铂杀伤能力增强。结论构建了HO-1野生型与突变型真核表达载体;将其转入胃腺癌细胞,引起了HO-1的mRNA和蛋白表达的增加和活性变化;体外实验表明,HO-1活性下降的BGC823细胞抗顺铂能力增强。     

HO-1在缺血后处理抗肺缺血再灌注损伤中的作用及其对STAT-3表达的影响

目的研究血红素加氧酶-1(hemeoxygenase-1,HO-1)在缺血后处理(ischemic postconditioning,IPO)抗肺缺血再灌注损伤中的作用机制及其对STAT-3蛋白表达的影响。方法 40只SD雄性大鼠(250-280 g)随机分为假手术组(S)、缺血再灌注组(IR)、缺血后处理组(IPO)及缺血后处理+HO-1抑制剂组(IPO+ZnPP)。称重法计算缺血肺组织干/湿比(W/D),试剂盒检测缺血肺组织MDA水平及MPO与HO-1活性,Western Blot检测HO-1,p-STAT-3蛋白表达水平。结果与S组比较,IR组大鼠W/D、MDA、MPO、HO-1活性及蛋白表达水平均显著增加,而p-STAT-3蛋白表达水平显著降低,IPO可以逆转上述变化,而HO-1特异性抑制剂可以消除IPO对上述指标的影响。结论 IPO可以通过促进HO-1活性及蛋白表达的增加从而激活STAT-3信号通路而发挥抗肺缺血再灌注损伤作用。     

川芎嗪对兔肺缺血/再灌注损伤时血红素氧合酶-1表达与活性的影响

目的:探讨川芎嗪注射液对兔肺缺血/再灌注损伤时血红素氧合酶-1(HO-1)表达与活性的影响.方法:采用在体兔单肺原位缺血/再灌注损伤模型.实验兔20只,随机均分为肺缺血-再灌注损伤组(模型组)和川芎嗪注射液治疗组(川芎嗪组).用免疫组化、原位杂交方法观察HO-1在兔肺组织中的表达变化;测定肺组织湿干重比(W/D)及肺泡损伤数(IAR);电镜观察肺组织超微结构的改变.结果:HO-1在模型组、川芎嗪组肺血管内皮、部分血管平滑肌、外膜层及部分气道上皮均有阳性表达,免疫组化(原位杂交)的平均吸光度值分别为0.168±0.016(0.148±0.013)、0.186±0.014(0.158±0.012).川芎嗪组HO-1的表达水平明显高于模型组(P＜0.01),W/D、IAR值显著低于模型组(P＜0.01),肺组织形态学异常改变轻于模型组.结论:川芎嗪注射液可通过提高肺组织HO-1的表达水平,对肺缺血/再灌注损伤发挥积极的保护作用.     

中华按蚊血红素加氧酶基因 AsHO-1的鉴定及其在血餐后虫体中的表达动态

【目的】雌蚊需要吸食血液以完成营养生殖循环,血液蛋白的消化会释放大量的游离血红素。血红素是促氧化剂,必须严格调控血红素的动态平衡。血红素加氧酶 (heme oxygenase, HO) 在血红素的动态平衡调控中起着关键的作用,但不同昆虫HO代谢血红素的途径有差异。本研究旨在鉴定和表达分析中华按蚊 Anopheles sinensis 的 HO-1基因,研究HO-1和血红素在血餐后的动态变化过程,为进一步研究中华按蚊血红素的动态平衡调控机制奠定基础。【方法】通过分析中华按蚊的转录组数据鉴定HO-1基因,采用实时定量PCR技术分析该基因在不同组织和在取食血液、葡萄糖前后的表达谱,并测定取食血液后中肠中不同时间的血红素浓度。【结果】鉴定到中华按蚊血红素加氧酶1基因,命名为 AsHO-1（GenBank登录号为KP994552）。AsHO-1开放阅读框长729 bp,编码242个氨基酸。定量PCR表达分析发现,AsHO-1在幼虫和成虫的中肠和中肠外组织（仅去掉中肠的虫体）中都有表达,中肠外组织中的表达水平显著高于中肠中的表达水平。AsHO-1在吸食血液后的中肠中上调明显,而在中肠外组织中的表达变化较小。吸食葡萄糖后,中肠中AsHO-1在6-12 h表达上升,最高上升了4.2倍,而在吸食血液后AsHO-1在12-24 h表达上升,最高上升了11.67倍。中肠中的血红素含量在吸食血液后的3 h即开始迅速上升,6 h达到最高,18 h开始下降。【结论】研究结果说明AsHO-1在血餐后表达水平显著上调,有可能与血红素的动态调节有关,但有待进一步验证。除中肠外,AsHO-1基因还在幼虫期和在成蚊的中肠外组织中高表达,说明AsHO-1基因还可能参与中华按蚊的其他多种生理过程。     

血红素加氧酶-1对肝癌细胞细胞周期调控因子的影响

目的观察血红素加氧酶-1（heme oxygenase 1,HO-1）对人肝癌细胞HepG2细胞周期调控因子的影响。方法构建含有野生型和突变型HO-1基因的重组载体pcDNA3．1（＋）-wtHO-1和pcDNA3．1（＋）-mHO-1G143H。利用脂质体介导的方法将构建好的重组载体转染肝癌细胞系HepG2,以空载体转染作为对照组。通过G418筛选建立稳定表达野生型和突变型HO-1的HepG2肝癌细胞系。经半定量RT—PCR、Western印迹检测转染细胞系中HO-1 mRNA和蛋白的表达水平。在HO-1表达改变的稳转细胞系中,利用Western印迹检测转染细胞系中P21、P27蛋白表达水平。结果成功实现了野生型和突变型HO-1在HepG2细胞中的过表达;野生型和突变型HO-1过表达均能诱导抑癌基因p21和p27的表达。结论HO．1过表达诱导抑癌基因p21和p27的表达与血红素分解产物无关。HO-1可能通过其它机制调节p21和p27的表达。     

人血红素加氧酶-1的原核表达、纯化及其中和抗体的制备

目的确定人血红素加氧酶-1（human heme oxygenase-1,hHO-1）在大肠埃希菌中的表达条件与纯化方法,利用纯化的蛋白制备具有中和活性的hHO—1多克隆抗体。方法将hHO-1原核表达质粒pMW172／hHO-1转人大肠埃希菌菌株BL21,通过改变摇床转速、诱导剂IPTG浓度和培养时间确定hHO-1蛋白的最佳可溶性表达条件;利用超声破碎、高速离心、分级盐析、分子筛层析等方法纯化hHO-1蛋白,建立体外HO-1活性测定方法检测hHO-1蛋白的活性;利用纯化的hHO-1活性蛋白作为抗原免疫新西兰兔,制备多克隆抗体;利用ELISA方法和Western印迹技术分别测定抗体的效价和特异性,通过HO-1活性测定检测抗体的中和活性。结果确定hHO-1最佳可溶性表达条件为：37℃、200r／min培养3h后,0．1 mmoL／LIPTG诱导培养4h。超声破碎菌体,上清经30％～40％盐析纯化及分子筛层析纯化,获得活性hHO-1蛋白,收得率为30．3％,纯化倍数为2．83倍,纯度为90％。制备的抗hHO-1的兔血清效价达到10^6,并能中和掉46％hHO-1的催化活性。结论为hHO-1蛋白的表达和纯化以及多克隆抗体制备确立了可行的技术方案;获得了高纯度活性hHO-1蛋白及hHO-1多克隆抗体,为HO-1功能、结构研究,以及相关疾病研究奠定了基础。     

血红素氧合酶-1对肝癌作用的研究进展

血红素氧合酶-1(heme oxygenase,HO-1)是细胞内的一种可诱导的保护性酶,具有抗氧化、抗炎、抗凋亡等作用。它在肿瘤细胞(如肝癌细胞)中的表达一般会增强,能影响肿瘤细胞的增殖等生物学行为。一方面,HO-1能促进肝癌细胞的生长和扩散,并通过减少氧化应激产生的氧自由基而对肝癌细胞发挥保护作用,使肝癌细胞对治疗产生抵抗性。另一方面,HO-1使肝移植治疗晚期肝癌中的免疫排斥降低,提高肝移植的成功率。本文简要概括了HO-1对肝癌发生进展的影响,并阐述了HO-1在肝移植方面的重要作用,这可能对抗肝癌药物的研发及肝癌的治疗具有一定的指导意义。     

炎性体与器官移植

炎性体是指存在于细胞质内能够激活半胱天冬酶-1（caspase-1）的大分子复合物,活化的caspase-1通过酶切白细胞介素-1β（IL-1β）和白细胞介素-18（IL-18）前体分子而生成具有生物学活性的IL-1β和IL-18.近来研究发现,炎性体分子NLRP1、NLRP2、NLRP5、CARD8、CASP5的基因型与移植的临床结果相关,心脏移植排斥反应时ASC和IL-1β的表达升高,缺血再灌注损伤中NLRP3炎性体激活增加IL-1β分泌,表明炎性体的激活与移植排斥反应和缺血再灌注损伤密切相关,但诱导炎性体活化的配体和参与的炎性体分子有待进一步研究.     

莱茵衣藻血红素加氧酶1过表达载体的构建和遗传转化

莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardti)是一种3套基因组都能进行遗传转化的真核生物,作为一种模式生物,它被用于生物学研究的各个领域。目前,发现血红素加氧酶具有多种功能活性,但关于它的作用机理还不是很清楚。本研究利用分子生物学技术,构建了莱茵衣藻HO-1过表达载体,用SpeI和BglII双酶切,DNA测序,GUS染色,PCR检测证明表达载体构建成功。将此构建通过农杆菌介导法导入莱茵衣藻细胞中,获得了能够稳定遗传的转化子。上述结果为后续进一步的功能研究奠定基础。     

血红素加氧酶-1、树突状细胞和调节性T细胞在慢性气道炎症中的作用及相互关系

慢性气道炎症是多种肺部疾病的共同病理生理过程,是由多种炎症细胞、炎症介质及细胞因子相互作用所致的气道病变。血红素加氧酶(HO)-1、树突状细胞(DC)和调节性T细胞(Treg)参与了气道炎症并发挥不同的作用,表现在HO-1具有抗炎抗氧化及保护细胞的作用;DC除可导致或持续气道炎症反应外,也具有负向调控作用,可诱导免疫耐受而抑制炎症的发展;而Treg可发挥免疫调抑功能,以此维持免疫稳态及抑制气道炎症。HO-1、DC和Treg相互作用,影响着气道炎症的发生发展。现对三者在气道炎症中的作用及相互关系进行综述。     

A Novel Pyrazolo[3,4-d]pyrimidine Induces Heme Oxygenase-1 and Exerts Anti-Inflammatory and Neuroprotective Effects

The anti-oxidant enzyme heme oxygenase-1 (HO-1) is known to exert anti-inflammatory effects. From a library of pyrazolo[3,4-d]pyrimidines, we identified a novel compound KKC080096 that upregulated HO-1 at the mRNA and protein levels in microglial BV-2 cells. KKC080096 exhibited anti-inflammatory effects via suppressing nitric oxide, interleukin-1β (IL-1β), and iNOS production in lipopolysaccharide (LPS)-challenged cells. It inhibited the phosphorylation of IKK and MAP kinases (p38, JNK, ERK), which trigger inflammatory signaling, and whose activities are inhibited by HO-1. Further, KKC080096 upregulated anti-inflammatory marker (Arg1, YM1, CD206, IL-10, transforming growth factor-β [TGF-β]) expression. In 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine-treated mice, KKC080096 lowered microglial activation, protected the nigral dopaminergic neurons, and nigral damage-associated motor deficits. Next, we elucidated the mechanisms by which KKC080096 upregulated HO-1. KKC080096 induced the phosphorylation of AMPK and its known upstream kinases LKB1 and CaMKKbeta, and pharmacological inhibition of AMPK activity reduced the effects of KKC080096 on HO-1 expression and LPS-induced NO generation, suggesting that KKC080096-induced HO-1 upregulation involves LKB1/AMPK and CaMKKbeta/AMPK pathway activation. Further, KKC080096 caused an increase in cellular Nrf2 level, bound to Keap1 (Nrf2 inhibitor protein) with high affinity, and blocked Keap1-Nrf2 interaction. This Nrf2 activation resulted in concurrent induction of HO-1 and other Nrf2-targeted antioxidant enzymes in BV-2 and in dopaminergic CATH.a cells. These results indicate that KKC080096 is a potential therapeutic for oxidative stress- and inflammation-related neurodegenerative disorders such as Parkinson’s disease.     

钴- 原卟啉对大鼠脑损伤区域血红素氧合酶-1 及损伤周边区脑含水量的影响

目的:研究探讨钴-原卟啉对大鼠脑损伤的保护作用。方法:用钴-原卟啉灌(50mg/kg)胃处理后,建立液压脑损伤模型,采用免疫组织化学SP三步法检测大鼠脑损伤区域血红素氧合酶-1(HO-1)的表达情况,用干湿重法测定损伤周边区脑含水量的变化。结果:正常组、假手术组大鼠HO-1均无表达;模型组脑损伤区域的HO-1阳性细胞数为(3.45±047);实验组12h、24h、3d和7dHO-1的阳性细胞数分别为:(10.9±1.35)、(10.62±1.88)、(12.4±1.57)和(10.99±2.42)。正常组、假手术组脑损伤周边区脑含水量分别为(78.7±0.4)%和(78.6±0.7)%;模型组脑含水量(89.3±0.3)%;实验组12h、24h、3d和7d脑含水量分别为:(83.1±0.3)%、(83.6±0.6)%、(83.9±0.4)%和(83.2±0.3)%。结论:钴-原卟啉(CoPP)能够诱导大鼠脑损伤区域HO-1的表达,减轻脑损伤周边区域的水肿程度,故钴-原卟啉对大鼠脑损伤具有保护作用。