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课题研究背景肥胖症是一种主要由于个体长期能量摄取超过消耗以致过多能量蓄积所致的常见代谢疾病,其将会增加包括高血压、糖尿病、心血管病及其他代谢性疾病等在内的诸多疾病的潜在风险,增加心血管疾病并发症的发生率,故已经成为全球范围内备受关注并亟待解决的重要健康问题。心外膜脂肪组织（epicardial adipose tissue,EAT）是心脏周围一处独特的脂肪蓄积,位于心肌和脏层心包之间（一般优先分布在心脏底部、左心室尖部、房室沟和室间沟周围,沿冠状动脉和静脉分布）。正常生理状态下,EAT在人体内发挥着多种局部和系统性作用,包括:代谢、产热、分泌以及机械性能等几方面,将会影响体内能量及糖脂代谢的动态平衡,维持心脏的正常结构及功能。然而,肥胖患者体内上述平衡状态被破坏,病理生理改变综合作用于心外膜脂肪组织,使后者发生病理性的增厚或体积增大,失去其正常功能,继而促使冠心病、房颤等多种心血管疾病发生。脂肪组织主要可以分为两个种类,即分布广泛的白色脂肪以及虽然总量很少但作用十分重要的褐色脂肪,褐色脂肪的活化有利于缓解机体高血脂、改善代谢状况等。因此,促使白色脂肪组织褐化成为改善肥胖及防治相关疾病的关键。研究证实,过氧化物酶体增殖物受体辅助激活因子γ-1（PGC-1α）是广泛参与线粒体生物合成等多条代谢途径的核受体家族的转录激活蛋白,在褐色脂肪代谢调节中发挥着重要作用,其活化可促进褐色脂肪代谢活性。有关心外膜脂肪的研究目前大多集中在其本身的生理功能与特性及其在相关疾病中的病理生理变化等方面,然而肥胖介导的心外膜脂肪组织失衡具体是通过何种信号传导通路导致心功能损伤,尚待进一步阐明。我们前期研究发现,环氧二十碳三烯酸（epoxyeicosatrienoic acids,EETs）是一种有益于能量代谢和心血管健康的脂质介质,在肥胖相关心血管疾病的发生发展过程中起着重要的调节作用,给予机体sEH抑制剂（sEH inhibitor,sEHi）可降低体内EET的分解,稳定体内EET的浓度,从而通过抗炎及抗氧化等效应,进一步改善心肌梗死后的心脏功能。基于以上背景,我们构建高脂诱导的肥胖小鼠模型,给予sEHi干预上调EET水平,旨在筛选出上调EET水平通过褐化心外膜脂肪组织改善心功能的一种新的可能机制（EET-PGC-1α-EAT褐化）,以期对肥胖相关心脏损伤的防治提供新的靶点。课题研究目的1.明确肥胖对心外膜脂肪组织以及心功能的影响;2.阐明调控EET水平对心外膜脂肪组织褐化过程的作用以及心功能损伤的影响;3.探究EET水平调控影响心外膜脂肪褐化及心功能的可能机制。课题研究方法1.分组构建高脂饲料诱导的肥胖小鼠模型,施加相应2-（3-金刚烷-1-基-脲基）-十二烷酸（2-（3-adamantan-1-yl-ureido）-dodecanoic acid,AUDA）干预。采用超声心动图检查、RT-PCR法、血流动力学检测、形态学染色等方法,分析并对比各组实验动物基本体征、血液化验指标（血糖、血脂等）、血流动力学以及心脏结构和功能方面的状况、EAT炎性因子的m RNA水平、心肌和心外膜脂肪组织的病理形态改变及EAT中的棕色脂肪代谢活性等,观察肥胖对心外膜脂肪组织以及心功能的影响,并探究调控EET水平对心外膜脂肪组织褐化过程的作用以及肥胖相关心功能损伤的影响;2.分离并培养原代人骨髓间充质干细胞（BM-MSCs）,并进一步诱导其成脂分化用以构建体外模型,结合相应AUDA干预,通过流式细胞仪检测、形态学染色、siRNA干预、Western Blot法、RT-PCR法等,并在肥胖小鼠模型中进一步干预及验证,探究EET水平调控影响心外膜脂肪褐化及心功能的可能机制。课题研究结果1.肥胖对心外膜脂肪组织和心功能具有不利作用。构建高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型并对比其与对照组小鼠的体重、血液指标（血糖、血总胆固醇）、心脏结构和功能指标如左室缩短分数（Left Ventricular Shortening Fraction,LVFS）及左室射血分数（left ventricular ejection fraction,LVEF）、心外膜脂肪炎性因子（IL-6、NOV）m RNA水平、心肌和心外膜脂肪组织的病理形态改变及心外膜脂肪组织中棕色脂肪代谢活性（UCP-1、Prdm16的m RNA水平）的差异（p＜0.05）,证明肥胖症使得机体相关代谢指标恶化,心外膜脂肪组织炎性反应加剧、棕色脂肪组织代谢活化程度下降,并使得心脏结构发生病理改变、心功能下降。2.上调EET水平能够使心外膜脂肪组织褐化,改善肥胖导致的心功能恶化。通过给予小鼠sEHi上调其EET水平,检测相关指标并与对照组进行比对,结果表明上调EET能够使肥胖小鼠模型的体重、血液指标（血总胆固醇）、LVFS、心外膜脂肪炎性因子（IL-6、NOV）m RNA水平、心肌和心外膜脂肪组织的病理形态改变及心外膜脂肪组织中棕色脂肪代谢活性（UCP-1、Prdm16的mRNA水平）等均得到有效的改善（p＜0.05）,使心外膜脂肪组织褐化,拮抗肥胖症对心功能的损伤。3.上调EET水平能够经过EET-AMPK-PGC-1α-EAT褐化通路拮抗肥胖相关心功能损伤。在体内模型实验现象的基础上,我们构建细胞模型,发现给予sEHi可以增加脂肪代谢相关因子PGC-1α的表达（p＜0.05）,通过siRNA干预PGC-1α的表达则可抑制脂肪褐化（UCP-1、Prdm16表达下降,p＜0.05）。此外,sEHi干预可以诱导AMPK信号通路的活化,而给予Compound C抑制AMPK的活化能够减弱EET对PGC-1α的影响。在体外模型中发现上述路径后,再次使用实验动物模型,施加相应干预措施,在体内层面验证了上述通路在心外膜脂肪褐化过程及肥胖相关心功能损伤的进展中起保护作用。课题研究结论1.肥胖症使得机体相关代谢指标恶化,心外膜脂肪组织氧化应激水平升高、棕色脂肪组织代谢活化程度下降,并使心脏结构发生病理改变、心功能下降;2.上调EET水平能够使心外膜脂肪组织褐化,改善肥胖导致的心功能恶化;3.EET-AMPK-PGC-1α通路是心外膜脂肪褐化的重要影响途径,而降低AMPK和PGC-1α可能会通过抑制心外膜脂肪褐化对心脏结构和功能产生不利影响。4.PGC-1α可能是干预心外膜脂肪组织代谢紊乱的重要靶点,有望为防治肥胖及相关心脏损伤提供实验依据。