苏木酮A通过铁死亡对高脂饮食诱导的大鼠心肌脂毒性的保护作用

目的探讨苏木酮A(SA)通过铁死亡对高脂饮食诱导的大鼠心肌脂毒性的保护作用。方法将16只健康雄性大鼠分为正常饮食组(NCD组)和模型组,每组8只。将另外40只健康雄性大鼠分为高脂饮食组(HFD组)、高脂饮食+生理盐水组(HFD+saline组)、高脂饮食+低剂量SA组(HFD+10 mg/kg SA组)、高脂饮食+中剂量SA组(HFD+20 mg/kg SA组)和高脂饮食+高剂量SA组(HFD+40 mg/kg SA组),每组8只。采用超声心动图检测大鼠心脏收缩功能的改变,应用HE染色、Masson染色、天狼星红染色和TUNEL染色评估高脂饮食后心肌肥厚、心肌纤维化和心肌细胞凋亡的变化,比较不同组间大鼠上述指标的变化。通过心肌脂毒性大鼠模型的转录组测序分析HFD+20 mg/kg SA组和HFD组大鼠心肌中的差异基因,通过京都基因和基因组数据库分析SA作用的信号通路。结果与NCD组相比,模型组大鼠左心室室壁厚度以及心肌细胞横截面积、纤维化百分率、胶原纤维百分率和凋亡率显著增加,短轴缩短率显著降低(均P<0.05)。与HFD组相比,SA治疗组大鼠左心室室壁厚度以及心肌细胞横截面积、纤维化百分率、胶原纤维百分率和凋亡率呈现不同程度的降低,短轴缩短率呈现不同程度的升高(均P<0.05)。转录组测序发现,铁死亡信号通路为最主要富集的通路。结论高脂饮食可诱导心肌脂毒性,SA通过铁死亡对心肌脂毒性具有保护作用。

脂毒性心肌病的研究进展

心脏中脂质大量积聚,可以引起心脏功能异常,称之为脂毒性心肌病。目前,脂毒性心肌病已在大量的转基因小鼠模型中发现,证明了有心脏毒性的脂质积聚与脂毒性心肌病是相关联的。研究过氧化物酶体增殖剂活化受体在脂毒性心肌病中的作用,可以为预防和治疗脂毒性心肌病提供新思路。

脂毒性心肌病的研究进展

脂毒性心肌病是一种慢性代谢性心肌疾病,是导致患者心肌出现功能障碍的重要原因之一。越来越多的研究表明,肥胖和糖尿病患者体内能量代谢出现异常,心肌能量代谢的主要底物游离脂肪酸在心肌细胞摄取、氧化利用和储存之间存在失衡,当摄取超过线粒体对脂肪酸的利用能力时会出现脂质及有毒代谢物的积累,从而导致线粒体功能障碍和心脏脂肪毒性的发生。目前对脂毒性心肌病发病机制、诊断和治疗的研究还不够清晰,故该文对近年来脂毒性心肌病的研究进展作一综述。

心脏Nmnat过表达联合耐力运动对果蝇高脂膳食诱发脂毒性心肌症的影响

利用UAS/hand-gal4系统构建果蝇心脏Nmnat基因特异性过表达,研究心脏Nmnat基因过表达联合耐力运动对高脂膳食诱发脂毒性心肌症的影响,并分析其分子机制。方法:雄性w^1118和NmnatUAS系果蝇分别与雌性hand-Gal4杂交,收集F1代心脏Nmnat正常表达(hand>w^1118)和过表达(hand>Nmnat)处女蝇,饲养至15 d后开始进行耐力运动(E)和高脂膳食(HFD),并分为hand>w^1118、hand>w^1118+E、hand>w^1118+HFD、hand>w^1118+HFD+E、hand>Nmnat、hand>Nmnat+E、hand>Nmnat+HFD、hand>Nmnat+HFD+E共8组,每组410只。ELISA检测心脏TAG、NAD+、SIR2蛋白去乙酰化、SOD活力和MDA水平,qRT-PCR检测心脏相关基因mRNA表达,M-mode检测心脏功能情况。结果:hand>w^1118+HFD+E果蝇心脏的Nmnat、dFoxo、bmm表达、NAD+水平、SIR2去乙酰化、SOD活力、缩短分数高于hand>w^1118+HFD(P<0.05或P<0.01),且d FAS和Col4al表达、TAG和MDA水平、心率和纤维性振颤低于hand>w^1118+HFD(P<0.05或P<0.01);hand>Nmnat果蝇心脏各指标与hand>Nmnat+HFD相比较未见显著差异(P>0.05);hand>Nmnat+HFD+E果蝇心脏的Nmnat、dFoxo、bmm表达、心脏NAD+水平、SIR2去乙酰化、SOD活力、心脏缩短分数高于hand>Nmnat+HFD(P<0.05或P<0.01),且dFAS和Col4al表达\TAG和MDA水平、心率和纤维性振颤低于hand>Nmnat+HFD(P<0.05或P<0.01)。结论:心脏Nmnat过表达和耐力运动均能抵抗果蝇高脂膳食诱发的心脏脂质过度堆积、氧化损伤、减弱心脏收缩能力和增加纤维性振颤,其分子机制与心脏Nmnat/NAD+/SIR2/dFoxo通路活性增强有关。心脏Nmnat基因过表达联合耐力运动能更好地降低脂毒性心肌症的发生概率,其机制与二者联合对心脏Nmnat/NAD+/SIR2/dFoxo通路活性上调的叠加作用有关。

TLR2/NLRC5参与棕榈酸诱导的心肌细胞凋亡及相关机制研究

目的:建立棕榈酸(palmitate acid,PA)诱导体外培养心肌细胞胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)及凋亡模型,检测Toll样受体2(TLR2)和NLRC5在此模型中的表达变化及研究相关的可能机制。方法:用500μmol/L终浓度的PA处理培养H9C2心肌细胞后采用AnnexinⅤ/PI双染和流式细胞术分析细胞凋亡情况,并分别采用q-PCR及Western blot方法分析处理后细胞的胰岛素受体(InsR)、CD36、PGC-1α、TLR2、NLRC5、SIRT1、p-AMPK/AMPK的mRNA或蛋白表达变化。结果:与对照组比较,PA处理24 h后H9C2细胞的早、晚期和总凋亡率显著升高,分别为(7.55±3.80)%、(53.84±4.70)%和(61.39±8.54)%(P<0.05);处理6 h后心肌细胞的PGC-1αmRNA相对表达量开始下降(P<0.05),TLR2和NLRC5则显著升高(P<0.01),CD36mRNA相对表达量在PA处理14 h时升高(P<0.05);InsR、SIRT1和AMPK蛋白相对表达量从PA处理8 h时开始下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:TLR2/NLRC5参与PA诱导的心肌细胞IR和凋亡,并且可能与AMPK/SIRT1/PGC-1α信号通路的活性下降有关。

烟酰胺核糖对脂毒性心肌病的影响及机制探讨

目的探讨烟酰胺核糖对肥胖相关脂毒性心肌病的影响及其具体机制。方法将C57BL/6N雄性小鼠(8周龄)分为标准饮食组(对照组)、高脂饮食组和高脂+烟酰胺核糖饮食组(n=10),高脂饮食组通过高脂饲料喂养24周构建肥胖小鼠脂毒性心肌病模型,高脂+烟酰胺核糖饮食组小鼠在高脂饲料的基础上在饮用水中加入40 mmol/L烟酰胺核糖喂养12周。造模结束后检测小鼠尾动脉血压,收集小鼠外周血分析血糖、血脂等指标,应用超声心动图评估小鼠心功能,随后进行小鼠心脏取材并用于病理学和分子生物学分析。分别通过心脏大体拍照检测小鼠心重与胫骨长、麦胚凝集素(WGA)定量小鼠心肌细胞面积和苦味酸-天狼猩红(PSR)染色显示小鼠心肌纤维化水平评估烟酰胺核糖对小鼠心肌重构的影响。采用透射电镜检测小鼠心肌脂滴浸润情况;采用免疫印迹检测小鼠心肌细胞Sirt1及Serca2a蛋白表达水平。结果与对照组比较,高脂饮食小鼠的体质量、收缩压、舒张压、总胆固醇、三酰甘油和LDL-c水平均明显增高(均P<0.05),应用烟酰胺核糖后可缓解高脂所致的上述指标的增高(均P<0.05);高脂饮食和应用烟酰胺核糖均不影响小鼠心率和血糖。与对照组比较,高脂饮食组小鼠左心室射血分数和心脏超声E峰、A峰比值(E/A)降低(均P<0.05),烟酰胺核糖则增高左心室射血分数和E/A比值(均P<0.05)。与对照组比较,高脂饮食组小鼠心重与胫骨长比值、左心室心肌细胞横截面积、胶原含量均增加(均P<0.05),烟酰胺核糖则可抑制小鼠心肌的上述肥大和纤维化表现(均P<0.05)。与对照组比较,高脂饮食导致小鼠左心室心肌脂滴沉积明显增多[(13.8±0.86)/100μm^(2)比(4.7±0.51)/100μm^(2),P<0.05],而烟酰胺核糖可减轻高脂诱导的心肌纤维化[(6.2±0.77)/100μm^(2)比(13.8±0.86)/100μm^(2),P=0.021]。免疫印迹显示脂毒性心肌组织中Sirt1及心肌肌浆网Ca^(2+)-ATP酶(Serca2a)蛋白表达水平均较对照组降低(均P<0.05),Serca2a的乙酰化水平增高(均P<0.05),但烟酰胺核糖可增加Sirt1及Serca2a的表达并促进Serca2a的去乙酰化(均P<0.05)。结论烟酰胺核糖通过刺激Sirt1介导的Serca2a去乙酰化缓解高脂所致的脂毒性心肌病。