迷走神経刺激は、マウス火傷モデルのミトコンドリア機能障害を減衰させることにより心臓損傷を保護します

ミトコンドリアは、さまざまなアポトーシスシグナルの統合と実行において中心的な役割を果たします。本研究では、心臓組織に対する火傷の有害な影響を調べました。マウス火傷モデルの心臓損傷に対する迷走神経刺激（VNS）の効果を調査し、心臓組織のミトコンドリア機能障害に対するVNSの保護効果に焦点を当てました。マウスを体の表面総面積30％、全厚さの蒸気燃焼に続いて10分間右頸部VNを施しました。そして、火傷と比較して。別のマウス群を、燃焼およびVNSの前に、M3-マスカリン性アセチルコリン受容体（M3-ACHR）拮抗薬4-DAMPまたはホスファチジルイノシトール3キナーゼ（PI3K）阻害剤LY294002で処理しました。心臓組織サンプルは、アポトーシスシグナル伝達経路の変化を測定するために、損傷後6時間および24時間で収集されました。火傷の損傷は、著しい心臓病理学的変化、心筋細胞のアポトーシス、ミトコンドリアの腫脹、および損傷後6時間および24時間で心筋ATP含有量の減少を引き起こしました。これらの変化は、VNSによって大幅に減衰しました。VNSは、Bcl-2の発現を増加させることにより、プロアポトーシスタンパク質のシトクロムCおよびミトコンドリアからサイトゾルへのアポトーシス誘導因子の放出を阻害しました。これらの保護変化は、4-DAMPまたはLY294002によってブロックされました。VNSは、おそらくM3-achrおよびPI3K/AKTシグナル伝達経路を介して、ミトコンドリア機能障害を減衰させることにより、火傷誘発性心臓損傷から保護されていることを実証しました。

Mitochondria play a central role in the integration and execution of a wide variety of apoptotic signals. In the present study, we examined the deleterious effects of burn injury on heart tissue. We explored the effects of vagal nerve stimulation (VNS) on cardiac injury in a murine burn injury model, with a focus on the protective effect of VNS on mitochondrial dysfunction in heart tissue. Mice were subjected to a 30% total body surface area, full-thickness steam burn followed by right cervical VNS for 10 min. and compared to burn alone. A separate group of mice were treated with the M3-muscarinic acetylcholine receptor (M3-AchR) antagonist 4-DAMP or phosphatidylinositol 3 Kinase (PI3K) inhibitor LY294002 prior to burn and VNS. Heart tissue samples were collected at 6 and 24 hrs after injury to measure changes in apoptotic signalling pathways. Burn injury caused significant cardiac pathological changes, cardiomyocyte apoptosis, mitochondrial swelling and decrease in myocardial ATP content at 6 and 24 hrs after injury. These changes were significantly attenuated by VNS. VNS inhibited release of pro-apoptotic protein cytochrome C and apoptosis-inducing factor from mitochondria to cytosol by increasing the expression of Bcl-2, and the phosphorylation level of Bad (pBad(136)) and Akt (pAkt(308)). These protective changes were blocked by 4-DAMP or LY294002. We demonstrated that VNS protected against burn injury-induced cardiac injury by attenuating mitochondria dysfunction, likely through the M3-AchR and the PI3K/Akt signalling pathways.