慢性非传染性疾病的心磷脂重塑及其运动干预展望

心磷脂(cardiolipin,CL)重塑是指心磷脂的四条脂肪酸酰基链的主要组成分子丢失和紊乱,慢性疾病普遍存在CL结构重塑,因此称为CL重塑。CL重塑是造成肥胖症、糖尿病、巴氏综合征和病理性心肌肥厚等慢性非传染性疾病引起线粒体结构与功能障碍的核心靶点之一。心磷脂酰基转移酶ALCAT1调控CL重塑,ALCAT1通过对CL支链结构进行重塑性修饰,加速活性氧产生导致CL重塑。因此,抑制CL重塑是防治慢性非传染性疾病的有效策略。目前未见有运动防治慢性非传染性疾病与CL重塑的报道。积极开展运动与CL代谢、运动防治心血管疾病、糖尿病与改善CL重塑研究,以及CL重塑与老年病防治手段和方法筛选等研究,将为运动防治慢性非传染性疾病的手段和方法筛选提供新思路和新靶点。本文综述慢性非传染性疾病的CL重塑研究进展,并对其运动干预进行展望。

心磷脂酰基转移酶1与糖尿病周围神经病变的相关性研究

目的探讨心磷脂酰基转移酶1(ALCAT1)与糖尿病周围神经病变(DPN)的关系。方法雄性大鼠60只,随机分为正常对照(NC)组,糖尿病4周(DW 4)组,糖尿病8周(DW 8)组,抗氧化(AO)组。测各组坐骨神经传导速度(sNCV),坐骨神经ALCAT1 mRNA和蛋白表达量,SOD、MDA、谷胱甘肽(GSH)水平,以及坐骨神经电镜图。结果 NC、DW 4、DW 8、AO组sNCV依次为(56.56±4.40)vs(53.43±4.25)vs(41.90±3.79)vs(53.38±3.26)m/s。DW 4、DW 8、AO组ALCAT1 mRNA表达量与NC组比较依次为(1.52±0.12)vs(2.86±0.30)vs(1.48±0.11)倍。NC、DW4、DW8、AO组ALCAT1蛋白相对表达量为(0.56±0.04)、(1.10±0.09)、(1.56±0.13)、(1.02±0.08)。NC、DW 4、DW 8、AO组SOD水平依次为(56.72±3.75)vs(33.93±3.87)vs(25.50±2.33)vs(35.89±4.25)U/ml;MDA水平依次为(1.58±0.23)vs(3.84±0.41)vs(4.94±0.78)vs(3.48±0.374)nmol/ml;GSH水平依次为(17.63±1.42)vs(9.69±1.52)vs(5.80±1.69)vs(11.19±1.34)mg/L。NC组神经元胞体、线粒体、髓鞘结构完整;DW 4组神经元肿胀、线粒体水肿、髓鞘板层开始散乱;DW 8组神经元肿胀明显、线粒体嵴断裂、髓鞘板层有囊性间隙出现;AO组神经元胞体胞体规则、线粒体肿胀、嵴较清晰、髓鞘与轴索间有轻微间隙出现。结论 T1DM大鼠8周即进展为DPN。ALCAT1可能与DPN的发生发展机制相关。OS水平可能影响ALCAT1的表达。

糖尿病冠心病患者心肌细胞中磷脂酰基转移酶1水平的变化及影响因素分析

目的检测磷脂酰基转移酶1(ALCAT1)的mRNA及蛋白质水平在冠心病(CHD)合并T2DM患者心肌细胞中的变化,并探讨其影响因素。方法选取河南省人民医院行心脏手术的风湿性心脏病(RHD)、RHD合并T2DM(RHD+T2DM)、单纯CHD及CHD合并T2DM(CHD+T2DM)患者共131例。手术中取右心耳米粒大小组织,PCR检测ALCAT1的mRNA表达水平;Western blot检测AL—CAT1的蛋白表达水平。结果 (1)4组SBP、DBP、TC、LDL-C、HDL-C、TG、FPG、HbA在c、血肌酐(Scr)及心脏射血分数(EF)等指标比较,差异有统计学意义(P<0.05);(2)ALCAT1的mRNA水平在4组间比较,差异有统计学意义[(0.029±0.005)vs(0.041±0.004)vs(0.036±0.006)vs(0.053±0.004),P<0.05]。ALCAT1的蛋白表达呈相似趋势(P<0.05);(3)ALCAT1的mRNA水平与年龄、SBP、DBP、TC、LDL-C、TG、FPG、HbA在c、Scr水平呈正相关,与HDL—C及EF呈负相关(P<0.05)。结论 CHD患者心肌细胞中ALCAT1的mRNA及蛋白水平较RHD患者高,并发糖尿病的患者比不伴发糖尿病者高,间接提示了CHD及糖尿病会加重心肌细胞中心磷脂的病理重构,并引起线粒体的功能障碍。

敲减心磷脂酰基转移酶1对肝细胞脂肪变和氧化应激的影响及其机制

目的探讨心磷脂酰基转移酶1(ALCAT1)对脂肪肝细胞模型中肝细胞脂肪变和氧化应激的影响及其作用机制。方法以游离脂肪酸(FFA;亚油酸和棕榈酸混合物)诱导建立脂肪肝细胞模型,采用实时荧光定量PCR和蛋白质印迹法检测ALCAT1在脂肪肝细胞模型中的表达情况。构建空载小干扰RNA(siRNA)质粒和ALCAT1 siRNA质粒。以空载siRNA质粒转染人正常肝细胞(L-02细胞)24 h,然后与FFA共培养24 h,设立脂肪肝细胞模型组;以ALCAT1 siRNA质粒转染L-02细胞24 h,然后与FFA共培养24 h,设立ALCAT1干预组;以常规培养基培养的L-02细胞作为空白对照组。在透射电子显微镜下观察各组的脂滴沉积、线粒体形态,采用蛋白质印迹法测定自噬体标志物微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ(LC3-Ⅱ)、酵母ATG6同源物(Beclin1)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路关键蛋白mTOR和磷酸化丝氨酸/苏氨酸激酶(AKT)的表达水平,采用ELISA法测定氧化应激产物丙二醛、4-羟基壬烯醛(4-HNE)、活性氧和炎症因子IL-6、TNF-α的表达。采用独立样本t检验进行统计学分析。结果脂肪肝细胞模型中ALCAT1的mRNA和蛋白质的表达水平均高于阴性对照组(9.26±0.83比1.02±0.12、0.35±0.02比0.17±0.01),差异均有统计学意义(t=9.82、6.83,P均<0.05)。透射电子显微镜结果显示,脂肪肝细胞模型组和ALCAT1干预组的脂滴沉积量均高于空白对照组(17.67±3.52和7.67±0.33比4.33±0.33),ALCAT1干预组脂滴沉积量低于脂肪肝细胞模型组(7.67±0.33比17.67±3.52),差异均有统计学意义(t=3.76、7.07、2.82,P均<0.05);脂肪肝细胞模型组线粒体肿胀程度高于空白对照组,而ALCAT1干预组线粒体肿胀程度低于脂肪肝细胞模型组。蛋白质印迹法结果显示,脂肪肝细胞模型组的LC3-Ⅱ表达水平高于空白对照组(0.43±0.01比0.28±0.02),差异有统计学意义(t=7.32,P<0.05);脂肪肝细胞模型组的Beclin1表达水平与空白对照组比较(0.93±0.05比0.98±0.05),差异无统计学意义(P>0.05);ALCAT1组的LC3-Ⅱ、Beclin1表达水平均高于脂肪肝细胞模型组和空白对照组(0.95±0.04比0.42±0.01和0.28±0.02、2.07±0.06比0.93±0.05和0.98±0.05),差异均有统计学意义(t=13.30、15.63、14.05、13.02,P均<0.05)。脂肪肝细胞模型组和ALCAT1干预组的mTOR表达水平均低于空白对照组(1.44±0.02和0.74±0.01比1.93±0.10),ALCAT1干预组mTOR的表达水平低于脂肪肝细胞模型组(0.74±0.01比1.44±0.02),差异均有统计学意义(t=4.83、12.04、32.14,P均<0.05);脂肪肝细胞模型组和ALCAT1干预组的磷酸化AKT的表达水平均低于空白对照组(0.14±0.01和0.07±0.01比0.28±0.01),ALCAT1干预组磷酸化AKT的表达水平低于脂肪肝细胞模型组(0.07±0.01比0.14±0.01),差异均有统计学意义(t=8.59、14.10、5.96,P均<0.05)。ELISA检测结果显示,脂肪肝细胞模型组和ALCAT1干预组的活性氧、丙二醛、4-HNE、IL-6和TNF-α的表达水平均高于空白对照组[(11.44±0.30)和(5.84±0.36)g/L比(1.72±0.38)g/L、(19.94±2.47)和(11.95±1.55)μmol/L比(1.47±0.18)μmol/L、(5.00±0.43)和(2.99±0.37)ng/L比(1.46±0.23)ng/L、(203.40±5.16)和(92.07±11.98)ng/L比(23.32±3.33)ng/L、(123.70±8.38)和(67.42±4.88)ng/L比(47.18±4.57)ng/L],差异均有统计学意义(t=19.86、7.86、7.45、6.74、7.22、3.49、29.34、5.53、8.02、3.03,P均<0.05)。ALCAT1干预组的活性氧、4-HNE、IL-6和TNF-α的表达水均低于脂肪肝细胞模型组[(5.84±0.36)g/L比(11.44±0.30)g/L、(2.99±0.37)ng/L比(5.00±0.43)ng/L、(92.07±11.98)ng/L比(203.40±5.16)ng/L、(67.42±4.88)ng/L比(123.70±8.38)ng/L],差异均有统计学意义(t=11.99、3.51、8.54、5.81,P均<0.05);ALCAT1干预组丙二醛的表达水平与脂肪肝细胞模型组比较[(11.95±1.55)μmol/L比(19.94±2.47)μmol/L],差异无统计学意义(P>0.05)。结论ALCAT1在脂肪肝细胞模型肝细胞中表达上调,敲减ALCAT1可抑制mTOR通路相关蛋白的表达,激活自噬,减轻肝细胞脂肪变、氧化应激和炎症反应。