Plin5在小鼠压力负荷性心力衰竭发生过程中的作用及初步机制研究

来源 :第四军医大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:fongyifei
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
心力衰竭(Heart failure,HF)是由各种疾病引发的心肌收缩功能减弱,使心脏泵出的血液量减少,无法搏出静脉回流和身体组织代谢需要的血液供应,以及由此产生的一系列症状和体征,是各种心血管疾病的共同结局。压力负荷过重是导致心力衰竭的重要原因。在正常的情况下,心脏的大部分能量来源于脂肪酸氧化,但是在心衰发生时,心肌细胞的能量代谢过程发生明显的变化,脂肪酸的代谢也出现明显异常。同时,心脏脂肪酸β氧化的改变能够导致心肌能量代谢异常,与心力衰竭的发生密切相关。目前,细胞内脂滴(Lipid droplets,LD)目前被认为是一个参与能量代谢的“细胞器”,能够储存脂质并在脂质代谢过程中起着非常重要的作用,与很多代谢性疾病的发生发展有关。脂滴中的脂滴表面蛋白是一类参与脂滴代谢调节的分子,其中,PAT家族最为重要,Plin5是现阶段发现的第5个PAT家族的成员,主要表达于氧化代谢比较活跃的组织中,例如心脏、肝脏、骨骼肌和褐色脂肪组织(Brown Adipose Tissue,BAT)等,又被称为MLDP(Myocardial lipid droplet protein)、LSDP5(Lipid storage droplet protein5)、Perilipin 5,或OXPAT。Plin5在心脏组织中表达水平最高,Plin5缺失能够加快脂解作用以及脂肪酸氧化速度,从而造成心脏和肝脏的脂毒性损伤。本实验在Plin5敲除小鼠模型的基础上,通过升主动脉缩窄术(Transverse aortic constriction,TAC),建立心衰的动物模型,来研究Plin5在压力负荷性心衰发生过程中的作用及可能的分子机制,为心衰的治疗提供参考。1、Plin5缺失加重TAC诱导的小鼠心肌肥大以及心脏功能的下降。8周龄的野生型和Plin5敲除小鼠分别进行升主动脉缩窄术(TAC)。术后四周取各组小鼠心脏,计算小鼠心脏重量(Heart weight,HW)/小鼠整体重量(Body weight,BW)。同时,对小鼠心脏进行HE染色,采用Cell Sens Entry软件随机选择5个不同视野,计算心肌细胞横截面积。结果显示,TAC术后,Plin5敲除小鼠HW/BW相比野生组明显升高,而且Plin5敲除小鼠心肌细胞横截面积相比野生组明显增大。这些结果提示,Plin5缺失加剧TAC诱导的小鼠心肌肥厚。TAC术后四周,应用超声仪及高频探头行经胸二维心脏超声检查(M模式)获得野生型和Plin5敲除小鼠的心动图,分别测定左室收缩末期内径(Left ventricular systolic internal dimension,LVID;S),左室射血分数(Ejection fraction,EF),左心室短轴缩短率(Fraction shortening,FS)。结果显示,Plin5缺失加剧TAC诱导的左心室收缩末期心室腔扩张程度,并导致心脏功能明显下降。2、Plin5缺失降低心脏中脂滴储存降低,并增加了非酯化脂肪酸的水平。TAC术后四周,取各组心脏组织,行油红O染色,结果显示Plin5缺失小鼠心肌中脂滴含量明显降低;心肌组织的甘油三酯(Triglyceride,TG)定量分析显示,Plin5敲除小鼠导致心肌组织中TG含量明显下降,而游离脂肪酸(FFA)的水平却高于野生型小鼠,但野生型小鼠和Plin5敲除小鼠血清中FFA未出现明显变化。TAC术后,小鼠心肌组织内脂滴数量和TG含量,以及心肌组织和血中游离脂肪酸(FFA)水平也出现类似的变化。这些结果表明,Plin5缺失能够降低心肌组织内脂肪的储积,而增加游离脂肪酸水平。3、Plin5缺失导致小鼠心肌组织中线粒体数量增多,并且加剧TAC术后的心肌过氧化损伤。取TAC术后四周小鼠心室组织,利用透射电镜观察心肌组织超微结构,结果发现,Plin5缺失增加小鼠心肌细胞中的线粒体数量,而且TAC术后Plin5缺失小鼠心肌细胞中线粒体数量也明显多于野生型小鼠,尽管TAC术造成心肌细胞线粒体数量的减少。Western Blot结果显示,线粒体中重要分子Cox IV以及Cytochrome C水平升高,且Real-time PCR也显示Cox IV以及Cytochrome C m RNA水平升高,表明线粒体数量增加,与电镜观察的结果一直。TAC术后,Plin5敲除小鼠的心肌组织中Cox IV和Cytochrome C的蛋白和m RNA水平均出现降低,与野生型小鼠类似。以上结果说明,Plin5缺失能够增加心肌组织中线粒体的数量。TAC术后4周,取各组小鼠心脏组织,检测各组小鼠心肌组织中的MDA,SOD以及ROS水平。研究结果发现,在假手术组中,Plin5缺失小鼠心脏组织中MDA含量略高于野生小鼠,而TAC术后Plin5缺失心肌组织中MDA水平明显升高;在假手术组,Plin5缺失小鼠心肌内SOD的活性没有明显差异,而在TAC术后Plin5缺失小鼠心脏组织中SOD活性明显降低;在假手术组中,尽管Plin5缺失小鼠心肌组织ROS含量相对于野生型小鼠没有明显变化,但在TAC术后,Plin5缺失小鼠心脏组织中ROS含量明显高于野生小鼠。结果表明,Plin5缺失加剧了TAC导致的心脏过氧化损伤。4、Plin5缺失加剧了TAC引起的小鼠心肌中PGC-1α与PPARα表达水平升高的程度。TAC术后4周,取各组心室组织,Western Blot测定各组小鼠心肌中PGC-1α与PPARα的表达水平,结果显示,TAC术后,Plin5敲除和野生型小鼠心肌中PGC-1α与PPARα的表达水平相比假手术组均有明显升高,而Plin5敲除小鼠的升高更加显著。同时,Real-time PCR检测Plin5敲除和野生型小鼠心肌中PGC-1α与PPARα表达水平,发现结果与Western Blot基本一致。这些结果显示,TAC术后,小鼠心肌中PGC-1α与PPARα的表达水平升高,同时,Plin5缺失加剧了TAC引起的小鼠心肌中PGC-1α与PPARα表达水平升高的程度。本研究利用升主动脉缩窄术(TAC)研究了Plin5敲除小鼠压力负荷性心衰的发生过程,以明确Plin5在压力负荷性心衰发生过程中的作用。研究结果显示,Plin5缺失加剧TAC诱发的小鼠心肌肥厚程度以及左心室收缩末期心室腔的扩张,导致心脏功能下降。进一步的研究发现,Plin5缺失降低了心脏中脂滴的储存,并激活PPARα活性,增加线粒体数量,使脂肪酸的氧化速率加快。脂肪酸氧化速度的增加导致心肌细胞内产生过量的ROS,从而导致心肌的脂毒性(Lipotoxicity)损伤,加快了TAC导致的小鼠心衰程度。这些结果提示,Plin5缺失小鼠心肌中脂滴含量明显减少,刺激PGC-1α以及PPARα表达水平升高,从而调节脂肪酸氧化中的关键分子,使线粒体增值,脂肪酸氧化速度加快,产生大量的ROS,进而引发心肌细胞的氧化损伤,加重TAC导致的心脏损伤。这些结果对明确Plin5在心肌中的功能,以及脂肪代谢异常在心衰发生过成汇总的作用具有重要的意义。
其他文献
为更好地了解和掌握2020年以来国内和国际形势影响下新疆维吾尔自治区塔城地区棉花种植户的棉花种植意愿,特开展调查研究工作.2020年,塔城地区棉花种植面积约23.93万hm2,同比
随着“精准扶贫”重要思想的提出,越来越多地区开始实事求是、因地制宜地采取措施,力求做到真正的精准脱贫.在广西壮族自治区采取“一体两翼”扶贫模式(“一体”是整体推进,
习近平在党的十九大报告中指出,“三农”问题是关系国计民生的根本性问题,实施乡村振兴战略,是党的十九大作出的重大决策部署,是决胜全面建成小康社会、全面建设社会主义现代
随着国家对生态建设重视度的提高,森林生态定位监测系统建设势在必行.辽宁医巫闾山国家级自然保护区具有十分重要的生态地位,本文通过实地认真调查研究和充分论证,对该保护区
河南省是我国花生主产区,而南阳市是河南省花生种植面积最多的地级市,也是全国花生种植面积最大和总产量最高的地级市.调查了解当前南阳市花生生产中存在的问题,并针对性提出
目的:热休克蛋白(Heat shock protein,Hsp)是一类在生物进化中高度保守、广泛存在于原核及真核生物中的蛋白质,是生物细胞应激反应的诱导产物。其中Hsp70家族的分子伴侣参与多种生
本文基于对广州及周边城市报社的调查问卷,实证分析了我国记者职业责任险的需求现状、影响因素以及记者职业责任保障效应,分析结果表明:在我国现阶段,新闻记者职业责任险市场
研究背景:类风湿关节炎(RheumatoidArthritis,RA)是一种常见的慢性自身免疫性疾病,具有高发病率和高致残率,尚无有效的治愈方案,目前的治疗手段主要是以减少病人痛苦程度以及减缓
本文用生态学的种间互利关系理论来阐述信息服务机构间在信息资源共建共享中的互利关系及其影响因素,结合这些影响因素对目前主要的六种信息资源共建共享活动的互利性进行分
背景:急性肾功能衰竭(acute renal failure,ARF)是临床常见的危重病理过程,由于在其发生发展过程中导致的内环境紊乱,如水、电解质代谢紊乱、代谢性酸中毒等,常诱发其他脏器功能衰竭