Forschungsartikel
Remimazolam linderte die Schädigung einer mit Hypoxie/Reperfusion behandelten Leberzelllinie des menschlichen Embryos durch die gezielte METTL3-vermittelte m6A-Modifikation von P53
Veröffentlicht:20. September 2023DOI:https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e20285
https://www.cell.com/heliyon/fulltext/S2405-8440(23)07493-5
Abstrakt
Hintergrund
Diese Studie wurde durchgeführt, um die Rolle von Re bei der Progression der Leber-IRI zu untersuchen. Die mit Hypoxie und Reperfusion (H/R) behandelte Leberzelllinie des menschlichen Embryos (L-02) wurde verwendet, um ein Leber-IRI-Modell zu etablieren.
Material und Methoden
Das Zellverhalten wurde mittels CCK-8, Durchflusszytometrie und TUNEL-Färbeassays detektiert. Der m6A-Gehalt wurde mittels m6A-Dot-Blot-Assay nachgewiesen. RT-qPCR und Western-Blot-Assays wurden verwendet, um die relativen mRNA- und Proteinspiegel zu bestimmen. Der MeRIP-Assay wurde durchgeführt, um die m6A-Konzentrationen von P53 zu bestimmen. Die Beziehung zwischen METTL3 und P53 wurde mit Hilfe von RIP- und Dual-Luciferase-Reporter-Assays nachgewiesen.
Befund
Die Ergebnisse zeigten, dass die Re-Behandlung die Zellapoptose signifikant verringerte und die Zellviabilität in den H/R-behandelten L-02-Zellen förderte. Außerdem erhöhte die H/R-Behandlung die METTL3- und m6A-Spiegel in den L-02-Zellen, und die Re-Behandlung senkte sie. Zusätzlich kehrte die Überexpression von METTL3 die Rolle von Re in den H/R-behandelten L-02-Zellen um. Mechanistisch gesehen erhöhte die Überexpression von METTL3 die m6A-Spiegel und die mRNA-Stabilität und -Expression von P53. Die Kombination von METTL3 und P53 wurde weiter bestätigt.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend konnte in dieser Studie gezeigt werden, dass die Re-Behandlung die H/R-induzierte Schädigung in den L-02-Zellen durch die Senkung der METTL3-Spiegel linderte. METTL3 verbesserte die mRNA-Stabilität und die Expression von P53 durch m6A-Modifikation. Die Re-METTL3-P53-Achse könnte in Zukunft eine neue Richtung für die Behandlung von Leber-IRI einschlagen.
1. Einleitung
Die Ischämie-Reperfusionsschädigung (IRI) bezieht sich auf die durch Hypoxie verursachte Schädigung von Gewebezellen und die Verschlimmerung der Gewebeschädigung nach der Wiederherstellung der Sauerstoffversorgung, an der zwei evolutionäre Prozesse beteiligt sind: die lokale ischämische Schädigung und die entzündungsvermittelte Reperfusionsschädigung [[1],[2]]. Die Lebertransplantation ist die einzige wirksame Methode zur Behandlung von Lebererkrankungen im Endstadium. Während der Operation muss der Prozess der Lebertransplantation vom Spender zum Empfänger einer Ischämie und Reperfusion unterzogen werden [[3]]. Darüber hinaus müssen bei vielen Leberoperationen auch die Blutgefäße der Leber blockiert werden, was zu einer Ischämie und Reperfusion von Leberzellen führt, was zu einer Leber-IRI führt [[4]]. Gegenwärtig ist die Leber-IRI zu einem Engpass geworden, der den Einsatz von Leberspendern und die Entwicklung einer Hepatektomie einschränkt. Zu den pathologischen Faktoren/Signalwegen, die an der Pathogenese der Leber-I/R-Schädigung beteiligt sind, gehören der anaerobe Stoffwechsel, die mitochondriale Dysfunktion, die Schädigung durch oxidativen Stress, die intrazelluläre Calciumüberlastung sowie Zytokin- und Chemokinstürme [[4]]. Es fehlt jedoch noch an wirksamen Präventions- oder Behandlungsmethoden für Leber-I/R.
Remimazolam (Re), ein Derivat von Midazolam, ist ein neuartiges ultrakurzwirksames Benzodiazepin-Beruhigungsmittel. Re ist nach Remifentanil ein weiteres Produkt unter dem Begriff der "weichen Droge" (Sneyd JR et al., 2020). Es zeichnet sich durch einen raschen Einsetzen, eine schnelle Genesung, geringere Auswirkungen auf die Funktionen und die Hämodynamik von Leber und Niere aus [[5]]. Frühere Studien zeigten, dass der Hepatozytenstoffwechsel innerhalb von 5 Tagen nach kontinuierlicher Exposition gegenüber klinisch relevanten Re-Konzentrationen stabil war, was darauf hindeutet, dass die Re-Exposition in vitro keine schädlichen Auswirkungen auf die Integrität und Stoffwechselaktivität menschlicher primärer Hepatozyten hat [[6]]. Kürzlich fanden SHI et al. (2019) heraus, dass Re die neurologische Dysfunktion effektiv verbessern, das Volumen des Hirninfarkts und die Schädigung kortikaler Neuronen in zerebralen IRI-Mäusen reduzieren kann, was darauf hindeutet, dass Re eine schützende Rolle bei zerebraler IRI spielt. Ob Re jedoch auch bei der Leber-IRI eine therapeutische Rolle spielt, bleibt jedoch unklar.
Als reversible chemische Modifikation der RNA ist N6-Methyladenosin (m6A) eine neue Art der posttranskriptionellen Regulation, die an vielen biologischen Prozessen wie Lipidakkumulation, Energiestoffwechsel usw. beteiligt ist [[7]]. Es wird berichtet, dass Methyltransferase like 3 (METTL3) als klassisches Methylierungsenzym die Genexpression reguliert, indem sie das Methylierungsniveau von Zielgenen bei vielen Krankheiten fördert und letztendlich am Auftreten und der Entwicklung von Krankheiten beteiligt ist [8, 9, 10]. Es wurde gezeigt, dass die METTL3-vermittelte m6A-Modifikation an der Progression vieler Lebererkrankungen, wie z. B. der nichtalkoholischen Steatohepatitis, beteiligt ist [[11]], nichtalkoholische Fettlebererkrankung [[11]], Leberfibrose [[12]] und Leberkrebs [[13]], indem sie die mRNA-Stabilität, das mRNA-Spleißen und die Translationseffizienz reguliert. Die Rolle von METTL3 in der Leber-IRI und die Beziehung zwischen Re und METTL3 bleibt jedoch unklar.
Daher wurde in dieser Studie die mit Hypoxie und Reperfusion (H/R) behandelte Leberzelllinie des menschlichen Embryos (L-02) verwendet, um ein Leber-IRI-Modell zu etablieren. Wir stellten die Hypothese auf, dass Re die Leber-IRI entlasten könnte, indem es auf die METTL3-vermittelte m6A-Modifikation abzielt. |
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