AMPK在小鼠运动性和病理性心肌肥大能量代谢中的作用

目的:探讨运动性和病理性心肌肥大模型在能量代谢方面的差异及其调控因素。方法:采用游泳训练构建运动性心肌肥大模型,用主动脉弓缩窄术(TAC)构建病理性心肌肥大模型。12周龄雄性C57Bl/6J小鼠随机分为4组:对照组(Control),运动组(Swim),假手术组(Sham),手术组(TAC),每组10只。实验结束,采用二维超声心动图检测小鼠心室壁肥厚程度和心功能;对心肌组织切片进行Masson染色检测心肌组织纤维化程度;比色法检测心肌组织中游离脂肪酸(FFA)和葡萄糖(Glu)含量;应用实时定量PCR(RT-PCR)检测心肌组织AMPK和PPAR-αmRNA的水平。结果:1)游泳运动和TAC手术两种方法均能使小鼠产生明显的心肌肥大。与相应的对照组相比,两种肥大模型的心脏室间隔厚度(IVS)和左室后壁厚度(LVPW)之和均明显升高(P<0.05),心重/体重比值,左心室/胫骨长度比值与相应的对照组相比也都明显增加(P<0.05);TAC组ANP、BNP的mRNA水平比Swim组明显升高(P<0.01),心肌组织纤维化程度比Swim组明显加重。2)与Sham组相比,TAC组心肌中FFA含量明显增高(P<0.05),且显著高于Swim组(P<0.01);而Swim组心肌的Glu含量比Control组明显升高(P<0.05),且高于TAC组(P<0.05)。3)与相应的对照组相比,Swim组AMPK mRNA表达水平明显升高(P<0.05),且显著高于TAC组(P<0.01);TAC组PPAR-αmRNA表达水平明显降低(P<0.05),也明显低于Swim组(P<0.05)。结论:运动能改善肥大心肌的能量代谢,减小"能量代谢胚胎型再演"的程度,其机制可能是通过激活AMPK的表达来进行调控的。

有氧运动对心肌细胞增殖的影响及CBP的调控作用

目的:探讨有氧运动对心肌细胞增殖的激活和cAMP反应元件结合蛋白绑定蛋白(CBP)在其中的调控作用。方法:采用游泳训练(Swim)2周构建运动性心肌肥大模型,采用主动脉弓缩窄术(TAC)2周构建病理性心肌肥大模型。12周龄雄性C57Bl/6J小鼠随机分为4组:对照组(Control)、运动性心肌肥大组(Swim)、假手术组(Sham)、病理性心肌肥大组(TAC),每组10只。实验结束后,采用二维超声心动图检测室间隔厚度(IVS)、左室后壁厚度(LVPW)和心功能。对心肌组织蛋白采用Western Blot检测增殖细胞核抗原(PCNA)的表达水平,衡量心肌细胞增殖能力。采用RT-PCR、Western Blot和免疫组化的方法检测心肌细胞中CBP的表达水平。为验证CBP对心肌细胞增殖能力的激活作用,在离体实验中,以去氧肾上腺素(PE)诱导原代心肌细胞产生肥大,采用CBP抑制剂C646抑制CBP表达。离体实验分组情况:1)对照组(Control);2)PE组;3)C646组;4)PE+C646组。对心肌细胞爬片进行α-肌动蛋白(α-actin)的免疫荧光实验检测心肌细胞大小,免疫荧光检测增殖细胞核抗原Ki67的表达衡量心肌细胞增殖水平,RT-PCR检测CBP的mRNA水平。结果:1)游泳运动和TAC均能使小鼠产生明显的心肌肥大,与相应的对照组相比,两种心肌肥大模型的IVS、LVPW、左室容量(LV Vol)和射血分数(EF)都有明显升高(P<0.05)。2)Swim组小鼠心肌组织PCNA蛋白表达水平明显高于Control组(P<0.05)和TAC组(P<0.01)。3)Swim组心肌组织CBP的mRNA水平比Control组明显升高(P<0.01),且明显高于TAC组(P<0.05)。Swim组心肌组织CBP蛋白表达水平与Control组相比有明显升高(P<0.05),且显著高于TAC组(P<0.01),TAC组比Sham组明显降低(P<0.05)。心肌组织切片CBP的免疫组化结果显示,Swim组CBP阳性细胞显著多于Control组(P<0.01)与TAC组(P<0.01)。4)离体实验结果显示,PE组心肌细胞面积显著高于Control组(P<0.05)和PE+C646组(P<0.05)。PE能使CBP的mRNA表达水平比Control组明显升高(P<0.01),PE+C646组CBP的mRNA水平比PE组明显降低(P<0.01)。PE组Ki67阳性细胞与Control组相比明显增多(P<0.01),PE+C646组Ki67阳性细胞与PE组相比明显减少(P<0.05)。结论:有氧运动能明显激活心肌细胞的增殖能力,并伴随着CBP的mRNA和蛋白表达水平升高,抑制CBP的表达水平可以抑制心肌细胞的增殖能力,提示,CBP在有氧运动促进心肌细胞增殖的过程中发挥着重要的调控作用。