姜黄素下调高血压病大鼠心房颤动易感性及基于基因测序分子机制研究

目的探讨姜黄素对高血压病相关的心房颤动(AF)易感性的影响,分析其内在机制。方法将45只雄性SD大鼠随机分为对照组(n=15)、模型组(n=15)和姜黄素组(n=15)。模型组和姜黄素组制备腹主动脉缩窄(AAC)模型,对照组不进行AAC,姜黄素组AAC术后予姜黄素300 mg/(kg·d)连续灌胃4周。术后4周比较3组间心脏超声、血流动力学指标和心房胶原容积分数(CVF)、AF诱发率变化。提取大鼠左心房组织mRNA,通过基因组高通量测序筛选3组间差异表达mRNA,并依次进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)、基因本体(GO)富集分析、蛋白互作网络(PPI)分析。结果与对照组比较,模型组左心房内径(LAD)、舒张期室间隔厚度(IVSd)、收缩期室间隔厚度(IVSs)、左心室压力(LVP)_(max)、LVP_(min)、主动脉压力(AP)_(max)、AP_(min)、左心房(LA)-CVF、右心房(RA)-CVF、高位右房(HRA)个体AF诱发率、非自行终止AF发生率、阵发性AF发生率升高,左心室射血分数(LVEF)、LVP变化速率(LVdP/dt)_(max)、|LVdP/dt_(min)|降低(P<0.05,P<0.01)。与模型组比较,姜黄素组LAD、LVP_(max)、LVP_(min)、AP_(max)、AP_(min)、LA-CVF、RA-CVF、HRA个体AF诱发率、非自行终止AF发生率、阵发性AF发生率降低,LVdP/dt_(max)和|LVdP/dt_(min)|升高(P<0.05,P<0.01)。左心房组织基因测序和生物信息分析显示,3组间差异表达基因7305个,经KEGG、GO富集分析和PPI分析,共筛选出关键靶基因22个,涉及三羧酸循环、线粒体呼吸链调控、成纤维细胞周期调控。结论姜黄素灌胃4周能有效降低高血压病大鼠左心室及动脉压力、减少心房胶原沉积、缩小左房内径,并降低AF易感性;其机制可能与姜黄素改善左心房组织代谢障碍、线粒体功能及抑制左心房成纤维细胞异常增殖有关。

姜黄素对压力超负荷大鼠左心房微小RNA表达谱的影响

目的探讨姜黄素对压力超负荷大鼠纤维化左心房组织微小RNA(miRNA)表达谱的影响。方法45只雄性SD大鼠按照随机数字表法分为对照组(n=15)、模型组(n=15)和姜黄素组(n=15)。制备0.7 mm腹主动脉缩窄(AAC)模型,对照组不进行AAC,姜黄素组AAC术后接受300 mg/(kg·d)姜黄素连续灌胃4周。4周时提取大鼠左心房总RNA,通过高通量测序筛选3组间显著差异表达的mRNA和miRNA;通过基因本体(GO)和京都基因和基因组数据库(KEGG)富集分析、蛋白互作网络(PPI)和miRNA-mRNA关联分析,确定相关的miRNA靶点。结果基因测序和生信分析显示,符合模型组下调+姜黄素组上调的miRNA 155个,符合模型组上调+姜黄素组下调的miRNA 224个。KEGG/GO富集分析和PPI分析、miRNA-mRNA关联分析,共筛选出目标miRNA 9个,分别为rno-miR-667-3p、rno-miR-93-3p、rno-miR-30c-1-3p、rno-miR-329-5p、rno-miR-296-3p、rno-miR-150-5p、rno-miR-330-5p和rno-miR-3068-5p、rno-miR-17-5p;其中rno-miR-150-5p为表达量最大和组间差异最显著的关键miRNA靶点。结论姜黄素通过调控以miR-150-5p为主的系列miRNA异常表达,改善了压力超负荷高血压大鼠左心房纤维化及房颤易感性。

压力超负荷大鼠心房颤动易感性及基于基因测序的分子机制

目的通过压力超负荷模型,探讨高血压条件下心房颤动易感性变化及分子机制。方法12周龄雄性SD大鼠32只,随机分为对照组(n=15)和腹主动脉缩窄(AAC)组(简称模型组,n=17)。模型组采用7号针头(外径0.7mm)制备AAC模型,对照组不进行AAC,其余步骤相同。比较2组大鼠术后4周心脏超声学、血流动力学指标(每组取5只)和心脏电生理指标(P波离散度、心房间传导时间和左心房传导时间、心房有效不应期,每组取6只)及心房颤动易感性(心房颤动诱发率、持续时间、非自行终止性心房颤动发生率)的变化。提取对照组、模型组动物左心房组织mRNA,利用基因组测序方法筛选差异表达基因,并通过富集分析、蛋白互作网络分析,探索关键的分子靶点。结果超声指标中,模型组左心房直径[(4.08±0.43)比(3.57±0.42)mm,t=2.376,P=0.030]、舒张期和收缩期室间隔厚度[(2.44±0.40)比(2.05±0.24)mm,t=2.167,P=0.046;(3.44±0.42)比(2.98±0.35)mm,t=2.304,P=0.035]高于对照组,左心室射血分数低于对照组[(61.36±8.62)%比(71.70±8.53)%,t=2.406,P=0.029]。模型组左心室收缩压[162.5(159.4~164.2)比132.6(130.8~136.1)mm Hg,Z=-2.611,P=0.009]、主动脉收缩压[157.2(154.7~162.1)比127.1(126.1~129.9)mm Hg,Z=-2.617,P=0.009]、外周动脉收缩压[151.0(149.0~155.0)比124.0(120.0~127.0)mm Hg,Z=-3.134,P=0.002]高于对照组。模型组左心房传导时间、心房间传导时间高于对照组(均P<0.05)。模型组心房颤动持续时间长于对照组[15.00(12.75~18.00)比0(0~2.25)s,Z=-2.945,P=0.003]。模型组在不同频率Burst刺激下,右心房刺激时心房颤动诱发率高于左心房刺激(13/60比3/60,χ^(2)=7.212,P=0.007)。模型组非自行终止性心房颤动发生率高于对照组(10%比0%,Fisher确切概率检验,P<0.001)。2组间P波离散度差异无统计学意义(P>0.05)。对照组、模型组左心房组织基因组测序筛选出5829个差异表达基因。京都基因与基因组百科全书(KEGG)、基因本体(GO)富集分析显示模型组线粒体呼吸链酶复合体Ⅰ、Ⅱ多重亚基组分和兰诺丁受体2(RyR2)、一氧化氮合酶1(NOS1)、磷酸二酯酶4D(PDE4D)、小窝蛋白1(Cav1)均显著下调(P_(校正)<0.05且log_(2)差异倍数<1);其中涉及线粒体、氧化应激的基因是Ndufs8、Ndufa12。蛋白互作网络分析提示酶复合体Ⅰ的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)泛醌氧化还原酶铁-硫蛋白1、4、7、8及NADH泛醌氧化还原酶亚基a5、a12为关键节点。结论0.7mm ACC 4周能制备高血压相关的大鼠心房颤动易感模型;呼吸链酶复合体Ⅰ、Ⅱ关键组分和钙调控分子mRNA的低表达是模型组心房颤动易感性增加的主要分子机制。

替米沙坦降低压力超负荷大鼠心房颤动易感性及基于基因测序的分子机制

目的评价替米沙坦对压力超负荷大鼠心房颤动(房颤)易感性的影响,探讨内在的分子机制和信号途径。方法12周龄雄性SD大鼠49只,随机分为对照组(假手术组,n=15)、腹主动脉缩窄(AAC)模型组(模型组,n=17)和替米沙坦组(n=17)。模型组和替米沙坦组采用外径0.7 mm针头制备AAC模型,对照组不进行AAC;替米沙坦组于AAC术后予以10 mg/(kg·d)替米沙坦连续灌胃4周。术后4周,观察心脏超声学、血流动力学指标(每组取5只)和心脏电生理指标(P波离散度、心房间传导时间和左心房传导时间、心房有效不应期,每组取6只)及房颤易感性的变化。提取三组大鼠左心房组织mRNA,利用基因组测序筛选差异表达基因,并通过富集分析和Venn分析,探索相关的分子靶点。结果模型组左心室收缩压、主动脉收缩压、左心房内径、收缩期室间隔厚度、舒张期室间隔厚度高于对照组,替米沙坦组上述指标较模型组降低(均P<0.05)。三组间P波离散度差异无统计学意义(P>0.05)。模型组左心房传导时间、心房间传导时间大于对照组,替米沙坦组上述指标低于模型组[左心房传导时间:对照组(34.40±4.04)比模型组(51.00±3.24)比替米沙坦组(38.00±1.91)ms,F=37.590,P<0.001;心房间传导时间:对照组(21.2±1.92)比模型组(30.4±4.39)比替米沙坦组(23.3±1.70)ms,F=11.232,P<0.001]。对Langendorff灌流离体心脏行高位右心房Burst刺激,三组诱发的房颤持续时间分别为(1.83±1.33)、(15.17±2.48)、(10.20±1.10)s,三组之间差异有统计学意义(F=75.334,P<0.001),模型组非自行终止房颤发生率分别为8.3%(5/60),而对照组和替米沙坦组均为0。对三组左心房组织基因高通量测序和生信分析显示,在模型组下调(与对照组比较)且替米沙坦组上调(与模型组比较)的mRNA共897个(基因集down/up897),模型组上调(与对照组比较)且替米沙坦组下调(与模型组比较)的mRNA共1542个(基因集up/down1542)。对上述两个基因集的富集分析和Venn分析显示,于down/up897基因集筛选出的5个目标基因均为脂肪酸氧化的关键限速酶;down/up1542基因集筛选的5个目标基因涉及Wnt/β-连环蛋白(β-catenin)信号途径和Ⅰ、Ⅱ型胶原组分。结论替米沙坦能有效改善压力超负荷大鼠的左心房扩张、缩短心房传导时间,且降低房颤易感性;其分子机制与改善左心房细胞的脂肪酸氧化和抑制Wnt/β-catenin途径激活、胶原成分过度表达密切相关。