心臟重構(gòu)是心臟對一系列生理性或病理性刺激的一種反應(yīng),是心功能衰竭的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。探明心臟重構(gòu)的病理生理學(xué)過程以減慢或逆轉(zhuǎn)它的進(jìn)程,已成為心衰治療的新目標(biāo)。心衰分為射血分?jǐn)?shù)降低的心衰(HFr EF)或射血分?jǐn)?shù)保留的心衰(HFp EF),后者在心衰群體中占比近50%。傳統(tǒng)的逆轉(zhuǎn)心臟重構(gòu)的藥物如RAAS抑制藥、β受體阻斷藥等僅對部分HFr EF患者的心臟重構(gòu)有效,對HFp EF患者的心臟重構(gòu)療效不佳。肥胖、糖尿病、心臟壓力超負(fù)荷(如高血壓、瓣膜病)通常發(fā)展為向心性肥厚,進(jìn)而發(fā)展為HFp EF的風(fēng)險(xiǎn)性更大,深入探討心臟重構(gòu)的調(diào)控機(jī)制,尋找有效減慢或逆轉(zhuǎn)HFp EF心臟重構(gòu)的藥物迫在眉睫。五甲基槲皮素(PMQ)在沙棘果實(shí)及山奈屬植物的根莖中含量較高,是自然界中廣泛存在的多甲氧基黃酮類化合物。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示PMQ具有多重藥理學(xué)效應(yīng),如抗腎臟纖維化作用、抗糖尿病及改善機(jī)體代謝作用、改善大鼠壓力超負(fù)荷及Ang II誘導(dǎo)的心臟重構(gòu)等,但機(jī)制有待深入研究。本課題擬通過建立谷氨酸鈉誘導(dǎo)的肥胖(MSG-IO)模型和胸主動脈縮窄(TAC)誘導(dǎo)的壓力超負(fù)荷模型構(gòu)建小鼠心臟重構(gòu)模型,并利用異丙腎上腺素(ISO)誘導(dǎo)的乳鼠心肌細(xì)胞肥大模型,評價(jià)PMQ的抗心臟重構(gòu)作用及機(jī)制,為尋找抗心臟重構(gòu)的新靶點(diǎn)及藥物提供理論支持。第一部分PMQ改善MSG-IO小鼠的代謝紊亂及心臟重構(gòu)目的:觀察MSG-IO小鼠的心臟重構(gòu)及PMQ的心臟保護(hù)作用。方法:CD-1乳鼠出生第2 d起,皮下注射谷氨酸鈉(MSG,3 mg/g),連續(xù)7 d,每天1次。正常對照組(Control)注射等量生理鹽水。21 d后雌雄分籠飼養(yǎng)。選取雄性MSG-IO造模小鼠50只,隨機(jī)分為MSG-IO模型組、PMQ給藥組(5、10、20 mg/kg)和二甲雙胍陽性對照組(Met,300 mg/kg)。從8周齡起,Met組飼以常規(guī)飼料,將Met溶于飲水中給藥;PMQ組飼以相應(yīng)濃度的含藥飼料;除Met組外,其他組均常規(guī)飲水。18周齡時(shí)口服葡萄糖耐量試驗(yàn),23周齡時(shí)測量心臟超聲心動圖,24周齡時(shí)測量各組小鼠的體重、腰圍、體長,計(jì)算Lee指數(shù),并檢測血葡萄糖和胰島素含量、計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)。摘取心臟,Masson染色檢測心肌纖維化程度。結(jié)果:(1)PMQ明顯改善MSG-IO小鼠的代謝異常與Control組比,MSG-IO模型組小鼠呈現(xiàn)明顯的肥胖型2型糖尿病特征,表現(xiàn)為肥胖體征如腰圍、體重、Lee指數(shù)顯著增加,糖耐量受損,空腹血糖、血清胰島素水平、HOMA-IR均顯著升高。PMQ(5、10、20 mg/kg)劑量依賴性地改善上述各指標(biāo)。PMQ(20 mg/kg)的療效與Met(300 mg/kg)相近。(2)PMQ明顯改善MSG-IO小鼠的心臟重構(gòu)與Control組比,MSG-IO小鼠的左室前壁(LVAW)和室間隔(IVS)厚度明顯增厚、左室內(nèi)徑(LVID)稍有減小,呈向心性肥厚特征。心臟縮小僵硬、心肌纖維化明顯。PMQ降低MSG-IO小鼠的心室壁厚度,包括收縮期和舒張期LVAW和IVS,并恢復(fù)LVID的大小;顯著降低心臟重量指數(shù)和左心室重量指數(shù),改善心室壁的僵硬度,并抑制心肌間質(zhì)纖維化程度;PMQ對左室射血分?jǐn)?shù)(EF)、左室縮短分?jǐn)?shù)(FS)無明顯影響。以上結(jié)果表明PMQ有效地抑制了肥胖型2型糖尿病模型心臟的向心性肥厚。PMQ(20 mg/kg)改善MSG-IO小鼠心臟重構(gòu)的作用明顯優(yōu)于Met(300 mg/kg)。結(jié)論:PMQ顯著改善MSG-IO小鼠的代謝紊亂和心臟向心性重構(gòu)。第二部分PMQ改善TAC誘導(dǎo)小鼠壓力超負(fù)荷心臟重構(gòu)目的:觀察TAC誘導(dǎo)的小鼠心臟重構(gòu)變化及PMQ的抗重構(gòu)作用。方法:C57BL/6小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后(8周齡,♂),進(jìn)行TAC手術(shù)誘導(dǎo)小鼠心臟重構(gòu)。TAC術(shù)后2周時(shí)超聲心動圖檢測,與假手術(shù)組(sham)比,TAC小鼠LVAW、LVPW、IVS(包括收縮期和舒張期)均顯著增加,LVID顯著降低,確證TAC小鼠心臟出現(xiàn)典型的向心性肥厚。TAC小鼠隨機(jī)被分為5組:TAC(無干預(yù))、TAC+Vehicle(0.1%DMSO)、TAC+PMQ 5、10、20 mg/kg/d,灌胃給藥,連續(xù)8周。TAC術(shù)后10周,超聲心動圖測量上述反映心室壁厚度和心功能的指標(biāo)。宰殺后稱量臟器重量并計(jì)算臟器重量指數(shù)。形態(tài)學(xué)觀察心肌病理結(jié)構(gòu)。Real-Time PCR測量心肌組織ANP、BNP、TGF-β1等心臟重構(gòu)標(biāo)志物的表達(dá)。結(jié)果:(1)與sham組比較,TAC術(shù)后10周,心室壁厚度顯著增加,呈向心性肥厚特征。LVID、EF、FS與sham組相比無差異;心室壁僵硬,心臟重量指數(shù)和左心室重量指數(shù)顯著增加;心肌結(jié)構(gòu)紊亂,炎性細(xì)胞浸潤明顯,心肌纖維橫斷面積和纖維化程度顯著增大;心肌重構(gòu)標(biāo)志物如ANP、BNP、TGF-β1等m RNA表達(dá)顯著增高。TAC+Vehicle組各參數(shù)和指標(biāo)與TAC組趨勢同,相比均無差異。(2)與TAC+Vehicle組相比,PMQ各劑量組不同程度地抑制心室壁的增厚,顯著降低心臟重量指數(shù)和左心室重量指數(shù);改善心肌結(jié)構(gòu)紊亂,降低心肌纖維橫斷面積和纖維化程度;顯著降低心肌ANP、BNP、TGF-β1的m RNA表達(dá)。結(jié)論:PMQ治療可顯著改善TAC誘導(dǎo)的小鼠心臟重構(gòu)。第三部分PMQ抗心臟重構(gòu)的機(jī)制研究目的:探討PMQ抗心臟重構(gòu)的機(jī)制。方法:(1)MSG-IO模型和TAC模型:免疫組化法檢測心肌組織氧化應(yīng)激的標(biāo)志物4-HNE和8-OHd G表達(dá),免疫熒光染色檢測Nrf2核轉(zhuǎn)位情況。其余心肌組織提取總蛋白或漿/核蛋白,分子生物學(xué)方法檢測抗氧化蛋白Sestrins及Nrf2/keap1通路蛋白的表達(dá)。(2)乳鼠心肌細(xì)胞肥大模型:分離培養(yǎng)大鼠新生乳鼠心肌細(xì)胞,ISO(10μM,24h)誘導(dǎo)細(xì)胞肥大模型,觀察不同濃度PMQ(1,3,10μM)抗心肌細(xì)胞肥大作用。行α-Actinin染色及Real-Time PCR檢測ANP、BNP、β-MHC等肥大標(biāo)志物;Western blot檢測抗氧化蛋白Sestrins及Nrf2/keap1通路蛋白的表達(dá),比較組間差異。采用Si RNA有效沉默Sestrin2,同樣方法檢測上述指標(biāo)的變化,以確定Sestrin2是否為介導(dǎo)PMQ抗心臟重構(gòu)的關(guān)鍵靶點(diǎn)。結(jié)果:(1)MSG-IO模型:與MSG-IO模型組相比,PMQ可顯著增加Sestrin 1/2、HO-1蛋白的表達(dá),降低keap1蛋白的表達(dá),并促進(jìn)Nrf2的核轉(zhuǎn)位。(2)TAC模型:(1)與sham組比較,TAC組心肌4-HNE和8-OHd G表達(dá)均明顯升高,Sestrin2、Nrf2和HO-1蛋白表達(dá)減少,keap1蛋白表達(dá)顯著升高,且TAC+Vehicle組和TAC組相比無差異。(2)與TAC+Vehicle組相比,PMQ糾正Sestrin2、Nrf2/keap1及HO-1蛋白的表達(dá)異常。(3)乳鼠心肌細(xì)胞肥大模型:ISO刺激誘導(dǎo)的乳鼠心肌細(xì)胞肥大模型,Sestrin2、Nrf2、HO-1蛋白表達(dá)明顯下降,而keap1蛋白表達(dá)增高。不同濃度的PMQ干預(yù)可逆轉(zhuǎn)ISO引起的這些改變,與整體動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。Si RNA有效沉默乳鼠心肌細(xì)胞Sestrin2后,PMQ抗心肌細(xì)胞肥大作用及調(diào)控Nrf2/keap1信號通路的作用顯著減弱。結(jié)論:PMQ抗心臟重構(gòu)的作用至少是部分Sestrin2依賴性的;PMQ抗心臟重構(gòu)作用與上調(diào)Sestrin2,進(jìn)而增強(qiáng)Nrf2/keap1內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)功能有關(guān)。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R285.5
【文章目錄】：
英文縮略詞表
摘要
Abstract
前言
第一部分 五甲基槲皮素改善MSG-IO小鼠的代謝紊亂及心臟重構(gòu)
    一、材料及方法
    二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    三、討論
第二部分 五甲基槲皮素改善TAC誘導(dǎo)的小鼠壓力超負(fù)荷心臟重構(gòu)
    一、材料及方法
    二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    三、討論
第三部分 五甲基槲皮素抗心臟重構(gòu)的機(jī)制研究
    一、材料及方法
    二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    三、討論
參考文獻(xiàn)
全文總結(jié)及創(chuàng)新點(diǎn)
綜述
    References
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝

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本文編號：2850827