miR-27b对心力衰竭大鼠心肌细胞自噬、心肌能量代谢及PPARα信号的作用机制

目的 研究miR-27b对心力衰竭大鼠心肌细胞自噬、心肌能量代谢及过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)α信号的作用机制。方法 清洁级SD健康雄性大鼠40只,随机分为4组,每组10只,由于建模时意外死亡3只,因此健康组10只、模型组9只,miR-27b-NC组9只、miR-27b组9只,miR-27b-NC组及miR-27b组于腹主动脉分别注射5μl(20 nmol/L)拮抗剂阴性对照、5μl(20 nmol/L)miR-27b拮抗剂,其余大鼠注射等体积生理盐水,1次/d,共4 w。苏木素-伊红(HE)染色及Masson染色观察大鼠心肌组织病理形态及纤维化,实时荧光定量-聚合酶链反应(RT-PCR)检测miR-27b、磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)mRNA、PPARα mRNA指标水平,酶联免疫吸附试验(ELISA)检测心肌细胞能量代谢指标,TUNEL检测心肌细胞凋亡,免疫印迹检测微管相关轻链蛋白(LC)3Ⅱ、LC3Ⅰ、自噬相关蛋白(Beclin)-1、组织蛋白酶(Cath)D表达。结果 HE染色:健康组心肌细胞形态正常,结构清晰;模型组与miR-27b-NC组心肌细胞水肿并有大量炎性细胞浸润,此外还产生大量的成纤维细胞;miR-27b组与模型组相比,成纤维细胞增生及炎性细胞浸润减少。Masson染色:胶原纤维呈现蓝紫色,心肌细胞及肌纤维呈现红色。健康组心肌组织结构正常,心腔附近有少量胶原纤维;模型组与miR-27b-NC组胶原纤维显著增加;与模型组相比,miR-27b组胶原纤维增生有所减少。上述结果均提示建模成功。与健康组相比,模型组与miR-27b-NC组N末端B型脑钠肽前体(NT-proBNP)、游离脂肪酸(FFA)、心肌细胞凋亡、LC3Ⅱ、Beclin-1、CathD、miR-27b水平显著升高,LC3Ⅰ、AMPK、PPARα水平显著降低(P<0.05),在经过抑制miR-27b后,NT-proBNP、FFA、心肌细胞凋亡、LC3Ⅱ、Beclin-1、CathD、miR-27b水平显著降低,LC3Ⅰ、AMPK、PPARα水平显著升高(P<0.05)。结论 沉默miR-27b表达后可抑制心力衰竭大鼠心肌细胞自噬,减少心肌细胞凋亡,同时通过调控AMPK/PPARα通路改善心肌能量代谢水平,从而起到心保护的作用。

慢性缺氧诱导小鼠心肌细胞自噬及其机制

目的观察慢性缺氧对小鼠心肌细胞自噬水平的影响,并初步探讨AMPKα2敲除对该过程的作用。方法采用野生型与AMPKα2^(-/-)雄性C57小鼠均分为野生型常氧组、野生型缺氧组、敲除型常氧组和敲除型缺氧组(n=10)。常氧组于空气环境中饲养,缺氧组于10%O_2的低氧舱内饲养。4周后野生型小鼠取静脉血标本,测红细胞及血红蛋白水平;取心脏标本用Western blot检测AMPKα2及自噬相关蛋白LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值与p62的变化,用免疫荧光染色法检测心肌冰冻切片LC3变化。敲除型小鼠取心脏标本用Western blot检测心肌组织LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值变化。结果 1野生型小鼠中,与常氧组比较,缺氧组红细胞与血红蛋白水平显著增加[红细胞:(9.33±0.15)×10^(12)/L vs(12.78±0.66)×10^(12)/L,P<0.05;血红蛋白:(135±3)g/L vs(192±4)g/L,P<0.05];2野生型小鼠中,与常氧组相比,缺氧组心肌组织LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值显著增加[(0.49±0.29)vs(1.70±0.24),P<0.05];p62表达明显降低[(1.32±0.57)vs(0.71±0.19),P<0.05];免疫荧光结果显示,缺氧组心肌组织LC3荧光较常氧组增多;3在常氧条件下,与野生型小鼠比较,AMPKα2^(-/-)小鼠心肌组织LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值降低,但差异无统计学意义[(0.78±0.08)vs(0.73±0.34),P>0.05];在缺氧条件下,与野生型小鼠比较,AMPKα2^(-/-)小鼠心肌组织LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值显著降低[(2.08±0.72)vs(1.01±0.21),P<0.05];4野生型小鼠中,与常氧组比较,缺氧组AMPKα2蛋白表达水平并无显著增加[(1.14±0.13)vs(1.25±0.19),P>0.05]。结论慢性缺氧可能通过AMPKα2依赖的途径增强心肌细胞自噬,该自噬可能是心肌细胞对慢性缺氧的适应机制。

心肌细胞自噬在慢性心力衰竭中的作用及中医药的干预研究

自噬是将细胞内受损、变性或衰老的蛋白质以及细胞器运输到溶酶体内进行消化降解的过程,在慢性心力衰竭的发生、发展中起到重要的调控作用,是治疗心衰的新靶点,中医药对心脏功能的保护作用可以通过干预自噬途径实现。本文重点讨论心肌细胞自噬在心衰中的作用,自噬的调控机制,中医药干预心肌自噬的机制和应用前景,探索中医药治疗慢性心力衰竭的新思路。

温阳益气颗粒通过激活mTOR抑制OGD诱导的H9c2心肌细胞自噬

背景:温阳益气颗粒是一种包含四种中药成分的配方,在中国广泛用于治疗心力衰竭(heart failure,HF),其可调节细胞自噬,但作用机制尚不明确。方法:H9c2细胞经温阳益气颗粒处理24h后进行氧葡萄糖剥夺(oxygen-glucose deprivation,OGD)。通过qPCR分析评估自噬标记物Beclin-1 mRNA和LC3 mRNA表达水平。通过蛋白质免疫印迹分析测定Beclin-1、LC3、p62和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)的蛋白表达水平。采用透射电子显微镜观察温阳益气颗粒对自噬体形成的影响。结果:温阳益气颗粒可显著抑制OGD诱导的心肌细胞自噬,其特征是抑制Beclin-1 mRNA的表达水平并增加LC3 mRNA的表达水平。此外,温阳益气颗粒可降低Beclin-1蛋白表达水平和LC3-II/LC3-I的比例,增加p62蛋白表达水平。温阳益气颗粒对LC3-II/LC3-I比值、p62蛋白表达水平及自噬体形成的影响与mTOR活性相关。结论:温阳益气颗粒通过抑制过度自噬在缺氧缺血性应激中发挥保护作用,该作用部分原因在于其对mTOR的影响。这些数据为温阳益气颗粒在心肌细胞自噬过程中的心肌保护作用提供了新的见解。

心肌梗死后心肌细胞自噬的变化及其机制的研究进展

心肌梗死(myocardial infarction,MI)是一类在国内外发病率及死亡率均较高的疾病,其与常规的心肌损伤鉴别要点在于是否存在心肌细胞的缺血坏死[1],由于心肌细胞是一种长寿命细胞,再生能力相对较弱,使得保证MI后心肌细胞的活力和寿命变得尤为重要。细胞自噬(autophagy)是由溶酶体介导的除细胞凋亡(apoptosis)之外另一种对细胞及生物体自身至关重要的细胞程序性死亡。它几乎存在于各种细胞中,是一种高度保守的机制,对维持机体内环境的稳定和细胞的存活起着非常重要的作用。

鹿芪方调控PAM信号通路抑制HIF-1α介导的心肌细胞自噬改善病理性心肌肥大的机制研究

目的:探究鹿芪方治疗压力超负荷诱导的病理性心肌肥大(CH)的作用机制。方法:将60只C57/BL6J小鼠随机分为空白组、模型组、鹿芪方组、抑制剂组[3-甲基腺嘌呤(3-MA)抑制剂]。除空白组外均采用主动脉弓缩窄术诱导构建CH模型,28 d取材。明场成像观察心脏整体形态,WGA和α-actinin染色观察心肌细胞表面积,免疫荧光明确自噬标志物LC3B表达水平,Western Blot检测磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)、蛋白激酶Bα(Akt1)、磷酸化蛋白激酶Bα(p-Akt1)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、缺氧诱导因子-1α亚基(HIF-1α)、微管相关蛋白1轻链3B(LC3B)、Beclin-1蛋白表达。RT-qPCR检测心房利钠肽前体A(Nppa)、心房利钠肽前体B(Nppb)mRNA的表达。结果:体内实验结果显示,鹿芪方可改善小鼠心肌肥大,缩小心肌细胞表面积;抑制自噬相关蛋白LC3B、Beclin-1的表达(P<0.01,P<0.05);多组学测序结果和实验验证显示鹿芪方显著抑制PI3K/Akt/mTOR通路(PAM信号通路)和HIF-1α蛋白表达(P<0.05)。体外实验结果显示,与模型组比较,鹿芪方组心肌细胞表面积缩小;Nppa、Nppb mRNA表达水平降低(P<0.05);LC3B、Beclin-1蛋白表达水平降低(P<0.05)。与模型组比较,鹿芪方组PAM信号通路和HIF-1α蛋白表达降低(P<0.01,P<0.05)。结论:鹿芪方通过抑制PAM信号通路介导的HIF-1α蛋白表达,抑制心肌细胞自噬,改善CH。

养心康片通过Akt/AMPK-mTOR通路对心肌梗死后心力衰竭模型兔心肌细胞自噬的影响

目的观察养心康片通过Akt/AMPK-mTOR通路对心肌梗死后心力衰竭模型兔心肌细胞自噬的影响。方法对实验兔应用结扎冠脉的方法建立心肌梗死后心力衰竭兔模型,随机分为模型组、养心康组、AMPK抑制剂组、Akt抑制剂组和mTOR抑制剂组。并另取不造模的兔设立空白对照组。每组5只,共30只。造模后第3天开始分别给予相应的处理措施,共4周。观察养心康片对模型兔心肌beclin 1、LC3蛋白表达,心肌beclin 1和Atg5 mRNA的表达的影响,电镜检测各组心肌细胞超微结构。结果养心康组的beclin 1 mRNA的表达量、beclin 1蛋白表达量较模型组、mTOR抑制剂组降低(P<0.05或P<0.01),较空白对照组、AMPK抑制剂组升高(P<0.05或P<0.01);养心康组的LC3-Ⅱ/LC3-I比值较模型组、mTOR抑制剂组降低(P<0.05),较空白对照组、AMPK抑制剂组升高(P<0.05)。养心康组的Atg5 mRNA表达量较模型组降低(P<0.05),较空白对照组、AMPK抑制剂组升高(P<0.05或P<0.01)。电镜结果显示养心康组的自噬体、自噬体溶酶体数量较模型组、Akt抑制剂组和mTOR抑制剂组降低减少,较AMPK抑制剂组增多。结论养心康片可通过干预Akt/AMPK-mTOR通路调控心肌细胞自噬水平,改善心肌梗死后心衰模型的心肌细胞超微结构。

单酯型生物碱类对CHF大鼠心肌细胞的保护作用及机制

目的 分析单酯型生物碱类对慢性心力衰竭大鼠心肌细胞的保护作用及对PI3K/AKT通路的影响。方法 将100只大鼠随机分为空白组(A组)、模型组(B组)、低剂量组(C组)、中剂量组(D组)和高剂量组(E组),每组20只。C、D、E组在慢性心力衰竭模型建模成功后给予附子浓缩液灌胃,剂量分别为2.79、5.57、11.14 g/kg。灌胃6周后检测各组大鼠病理组织学变化、超声心动图指标、心肌细胞凋亡率,心肌组织促凋亡蛋白(Bax)、B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、半胱氨酸蛋白酶8(Caspase-8)表达量,心肌细胞自噬蛋白、BNP、AI、PO_(2)、IL-6、TNF-α水平及PI3K/AKT通路蛋白表达量。结果 B~E组超声心动图指标室间隔收缩末期厚度(IVSs)、室间隔舒张末期厚度(IVSd)、左心室后壁收缩末期厚度(LVPWs)、左心室后壁舒张末期厚度(LVPWd)。心肌细胞凋亡率,Bax、Caspase-8表达量,IL-6、TNF-α水平,心肌细胞自噬蛋白LC3-Ⅱ、LC3-Ⅱ/Ⅰ,BNP及AI水平均高于A组,LVEF、Bcl-2表达量、PO_(2)水平、心肌细胞自噬蛋白P62及p-PI3K、p-AKT表达量均低于A组(P<0.05);C~E组IVSs、IVSd、LVPWs、LVPWd、心肌细胞凋亡率及Bax、Caspase-8表达量,IL-6、TNF-α水平、自噬蛋白LC3-Ⅱ、LC3-Ⅱ/Ⅰ、BNP及AI水平低于B组,LVEF、Bcl-2表达量、PO_(2)水平、心肌细胞自噬蛋白P62及p-PI3K、p-AKT表达量高于B组(P<0.05);随着附子浓缩液剂量的增加,IVSs、IVSd、LVPWs、LVPWd、心肌细胞凋亡率、Bax、Caspase-8表达,IL-6、TNF-α水平、心肌细胞自噬蛋白LC3-Ⅱ、LC3-Ⅱ/Ⅰ、BNP及AI水平降低,LVEF及Bcl-2表达、PO_(2)水平、心肌细胞自噬蛋白P62及p-PI3K、p-AKT表达量升高(P<0.05)。结论 单酯型生物碱类通过上调p-PI3K、p-AKT蛋白表达量,激活PI3K/AKT通路,缓解心力衰竭恶性进展,且呈剂量依赖性。

艾灸对慢性心力衰竭大鼠心肌细胞自噬功能的影响

目的:观察艾灸对慢性心力衰竭(CHF)大鼠心功能及自噬相关蛋白LC3、p62表达的影响,探讨艾灸防治CHF的可能机制。方法:SD大鼠随机分为正常组12只与造模组48只,采用腹腔注射盐酸多柔比星复制CHF模型,将建模成功的大鼠随机均分为模型组、艾灸组、自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)组、自噬激动剂雷帕霉素(RAPA)组。艾灸组用艾条温和灸双侧"肺俞""心俞"穴,每日1次,每次20min,治疗3周。3-MA组按15 mg/kg给予3-MA混悬液腹腔注射,每日1次,共3周。RAPA组按2mg/kg给予RAPA混悬液灌胃,每日1次,共3周。观察大鼠的一般情况及行为体征;心功能测量仪检测大鼠心率(HR)、心输出量(CO)、左心室收缩压(LVSP)、左心室舒张末压(LVEDP)、左室内压最大上升或下降速率(±dp/dtmax);HE染色法观察心肌病理变化;Western blot法检测心肌细胞自噬相关蛋白LC3及p62表达。结果:与正常组比较,模型组大鼠心肌细胞出现肿胀、空泡,肌纤维断裂、溶解,排列紊乱;与模型组比较,艾灸组和3-MA组大鼠心肌细胞的数量正常,心肌纤维排列相对整齐,RAPA组心肌细胞出现肿胀、空泡,心肌纤维断裂、溶解,排列紊乱等状况。与正常组比较,模型组HR和LVEDP明显升高(P<0.01),CO、LVSP及±dp/dtmax明显下降(P<0.01),LC3-Ⅱ表达、LC3-Ⅱ/Ⅰ明显升高(P<0.01),而p62表达明显下降(P<0.01)。与模型组比较,艾灸组和3-MA组HR和LVEDP明显下降(P<0.05),CO、LVSP及±dp/dtmax明显升高(P<0.05),LC3-Ⅱ表达、LC3-Ⅱ/Ⅰ明显降低(P<0.01),p62表达明显升高(P<0.01),而RAPA组LC3-Ⅱ/Ⅰ明显升高(P<0.01),p62表达明显降低(P<0.01)。结论:艾灸可以改善CHF大鼠心肌损伤,其作用可能与降低心肌细胞LC3-Ⅱ/Ⅰ、升高p62蛋白表达水平,发挥类似于3-MA的自噬抑制作用,抑制心肌细胞过度自噬、减轻心肌损伤有关。

曲美他嗪对心肌梗死后心力衰竭大鼠炎症反应、氧化应激及心肌细胞自噬的影响

目的:研究曲美他嗪对心肌梗死后心力衰竭大鼠炎症反应、氧化应激及心肌细胞自噬的影响。方法:将51只SD大鼠纳入研究,遵循随机数字表法分成假手术组、模型组及干预组,每组17只。模型组与干预组大鼠均以结扎冠状动脉前降支近段法完成心肌梗死后心力衰竭大鼠模型的制备,假手术组仅开腹暴露,分离双侧肾动脉间腹主动脉,但不实施缩窄处理,其余步骤和模型组以及干预组一致。造模成功后,模型组与假手术组大鼠分别予以生理盐水灌胃处理,干预组大鼠则予以曲美他嗪灌胃处理。比较各组大鼠心功能,炎症反应,氧化应激以及心肌细胞自噬情况。结果:模型组、干预组左心射血分数(LVEF)均低于假手术组,但干预组高于模型组;模型组、干预组的左心室收缩末期内径(LVESD)、左心室舒张末期内径(LVEDD)均高于假手术组,但干预组低于模型组(均P<0.05)。模型组、干预组的C反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及白细胞介素-6(IL-6)水平均高于假手术组,但干预组低于模型组(均P<0.05)。模型组、干预组的丙二醛(MDA)水平均高于假手术组,但干预组低于模型组;模型组、干预组的超氧化物歧化酶(SOD)水平均低于假手术组,但干预组高于模型组(均P<0.05)。模型组、干预组的LC3-Ⅱ、Beclin-1蛋白相对表达量均高于假手术组,且干预组高于模型组(均P<0.05)。结论:曲美他嗪可有效改善心肌梗死后心力衰竭大鼠心功能,同时减轻炎症反应与氧化应激反应,有效促进心肌细胞自噬因子表达。

曲美他嗪对心肌梗死大鼠心肌细胞凋亡和自噬及心功能的影响

目的:观察曲美他嗪对心肌梗死模型大鼠缺血心肌细胞凋亡、自噬以及心功能的影响。方法:成年雄性,SD大鼠,SPF级,90只,随机分为假手术组、模型对照组和曲美他嗪干预组,假手术组暴露心脏后不结扎前降支,模型对照组结扎前降支,曲美他嗪干预组结扎前降支后给予10 mg·kg^-1·d^-1曲美他嗪,连续4周。心肌细胞凋亡使用TUNEL法检测,LC3Ⅱ自噬蛋白使用Western blot检测。Vevo2100小动物超声仪测定LVESD、短轴缩短分数(FS)和EF。结果:HE病理切片显示曲美他嗪干预心肌细胞坏死和间质炎性细胞浸润较模型对照组减轻。模型对照组心肌凋亡指数为(20.87±5.64)%,显著高于曲美他嗪干预组的[(10.26±1.88)%,P<0.01]。曲美他嗪干预组心肌凋亡指数显著高于假手术组的[(0.62±0.14)%,P<0.01]。假手术组、模型对照组和曲美他嗪干预组心肌自噬蛋白LC3Ⅱ相对灰度值分别为[(0.13±0.02)vs.(0.42±0.09)vs.(0.73±0.14),P<0.01]。假手术组心肌自噬蛋白LC3Ⅱ表达显著低于模型对照组,模型对照组又显著低于曲美他嗪干预组。术后4周,曲美他嗪干预组LVEDD显著低于模型对照组(P<0.05),而FS和EF又显著高于模型对照组(P<0.05)。结论:曲美他嗪显著减低心肌梗死模型大鼠心肌细胞凋亡和增加心肌细胞自噬,有利于心功能的恢复。

不同负荷运动训练对慢性心力衰竭大鼠心功能及自噬相关蛋白表达的影响

目的:研究不同负荷运动对慢性心力衰竭大鼠心功能及心肌细胞自噬相关蛋白表达的影响,探讨运动训练对心力衰竭后心肌的保护机制。方法:采用健康SD大鼠40只,左冠状动脉前降支(LAD)结扎法制作心肌梗死后心力衰竭模型。术后4周,12导联心电图检测有6~8个Q波、且超声心动检查左心室射血分数(EF)30%~50%的模型大鼠入选后续实验。共有32只大鼠入选,随机分为模型对照组(C+LAD组)、模型低强度运动训练组(LE+LAD组)、模型中等强度运动训练组(ME+LAD组)、模型高强度运动训练组(HE+LAD组),每组8只,分别进行不同强度运动训练。训练8周后,应用超声心动和Western-blot法分别检测模型各组大鼠的心功能和心肌细胞自噬相关蛋白雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、磷酸化雷帕霉素靶蛋白(p-mTOR)、自噬相关蛋白LC3B的表达情况。结果:与C+LAD组比较,不同强度运动训练组大鼠左心室射血分数(EF)和短轴缩短率(FS)值均有不同程度升高,以ME+LAD组升高程度最为显著(P<0.01)。与LE+LAD组相比,ME+LAD组和HE+LAD组大鼠心肌组织p-mTOR表达降低、LC3B-Ⅱ表达升高(P<0.01)。结论:不同负荷运动训练能够对心力衰竭大鼠心功能和心肌自噬相关蛋白表达产生不同程度影响。适宜强度运动训练对心功能的改善作用可能通过调节心肌细胞自噬实现。

右美托咪定通过调节自噬对器官保护的研究进展

器官疾病如创伤性脑损伤、缺血性脑卒中、心肌缺血再灌注损伤、急性肺损伤、急性肾损伤等目前仍没有很好的治疗方法,严重影响患者的预后,亟须有效的治疗手段。自噬在维持脑、心脏、肺、肾等多个器官结构和功能的稳态中至关重要,自噬的失衡会导致多种器官疾病的发生、发展。大量研究证明,右美托咪定可能通过调节自噬活性发挥器官保护作用。本文综述了右美托咪定在神经系统疾病、心脏疾病、肺部疾病、其他器官疾病中对自噬的调节作用,为器官疾病的治疗开辟了新的思路。

缺氧诱导因子在心脏重构和心力衰竭中的作用

缺氧诱导因子(HIF)是参与缺氧转录反应调控的主要转录因子。HIF-1在心血管生理和病理过程中起重要作用。HIF-1在生理或应激状态下对心肌细胞的大小,结构和功能起着保护作用。在急性心肌缺血、缺血预适应、缺血后适应、缺血-再灌注、急性心肌梗死和压力超负荷诱导心肌肥厚中,HIF-1增加起保护作用;而在慢性心力衰竭过程中、HIF-1增加起恶化作用。HIF-1对心肌的作用与不同疾病或疾病的不同阶段中HIF-1的激活程度、持续时间及靶基因有关。进一步阐明HIF-1在这些疾病过程中的细胞和分子机理将为缺血性心脏病和压力超负荷诱导的心肌重构和心力衰竭的防治提供新的途径。