白藜芦醇激活SIRT1途径改善心衰

论文摘要

心肌缺血引发心肌不可逆性坏死,功能性心肌细胞减少,心肌细胞β1肾上腺受体（β1 adrenal receptor,β1-AR）表达下降,ATP合成下降等导致心肌收缩功能下降,成为心血管疾病死亡的重要因素之一。白藜芦醇（Resveratrol）是蒽醌萜类化合物,主要来源于蓼科植物虎杖（Polygonum cuspidatum Sieb. et Zucc.）的根茎提取物。白藜芦醇有抗炎,抗氧化,抗凋亡,抗动脉硬化,抗衰老等作用,抗胰岛素抵抗等作用。但是白藜芦醇是否对心梗后心衰的疾病进展,及预后有一定的作用?没有相关报道。ATP下降可以激活AMPK;有研究表明激活AMPK可以改善能量代谢,缓解心衰;白藜芦醇可以通过SIRT1途径激活AMPK,提示白藜芦醇可能通过SIRT1途径激活AMPK改善心衰。恢复β1-AR的表达和敏感性是治疗心衰的一个重要措施,有研究表明β1-AR的表达降低是由于PI3K的激活所引起;而SIRT1可以通过抑制PI3K的活性增加胰岛素系统的敏感性;提示白藜芦醇激活SIRT1可能会恢复β1-AR的表达而改善心衰。因此,本研究首先通过白藜芦醇治疗心梗大鼠,观察其对大鼠心梗后心脏功能和死亡率的影响。其次通过对SIRT1（+/-）小鼠离体心脏的灌流实验,观察心脏左室压力峰值（LVPmax）、等容收缩期左心室压力上升的最大速率（+dP/dTmax）、等容舒张期左心室压力下降的最大速率（-dP/dTmax）,探讨SIRT1基因对心脏收缩功能的直接影响;通过Western blot检测SIRT1（+/-）心肌组织,探讨SIRT1对AMPK、β1-AR的表达的调节。再次通过白藜芦醇刺激H9c2细胞,探讨白藜芦醇对心肌细胞表达AMPK,β1-AR的调节;通过给予尼克酰胺（nicotinamide,NAM）抑制过表达SIRT1心肌细胞株SIRT1活性,探讨SIRT1对心肌细胞AMPK,β1-AR的调节。第一部分白藜芦醇对心梗后大鼠的心功能和死亡率的影响目的:观察口服白藜芦醇对心梗后大鼠心功能以及死亡率的影响,以及其对心脏表达AMPK,β1-AR的表达的调节作用。方法:通过结扎大鼠心脏前降支,成功建立心梗模型22只,另外10只大鼠开胸不结扎前降支血管,建立假手术组,分组:假手术组:10只,正常饮食;心衰组:11只,正常饮食;心衰治疗组11只,口服白藜芦醇2.5mg/kg/d。各组大鼠饲养16周,检测心脏超声,心肌AMPK和β1-AR的表达。结果:与心衰组比较,白藜芦醇治疗组大鼠死亡率明显下降（P=0.03）;左室射血分数（LVEF）明显升高（46.84±6.06 vs 34.44±2.13%,P=0.003）。与假手术组比较,心衰组β1-AR表达显著下降（P<0.01）;与心衰组比较,治疗组β1-AR表达明显升高（P<0.01）。与假手术组比较,心衰组和治疗组心肌表达AMPK均明显升高（分别为,P<0.05和P<0.01）,而治疗组AMPK表达较心衰组明显升高（P<0.05）。结论:白藜芦醇能降低心梗后大鼠死亡率,改善心梗后心脏收缩功能。其机制可能与白藜芦醇升高心肌AMPK及β1-AR的表达有关。第二部分SIRT1基因对小鼠心脏功能和寿命的影响目的:观察SIRT1对小鼠心脏功能和寿命的影响及其对心肌表达β1-AR及AMPK的影响。方法:培育和鉴定SIRT1（+/-）小鼠;Langendorff方法灌流SIRT1（+/-）小鼠（n = 4）和野生型小鼠（n=5）心脏;Western blot法检测SIRT1（+/-）小鼠（n =3）与野生型小鼠（n =3）心肌β1-AR和AMPK的表达;记录SIRT1（+/-）小鼠（n =8）和野生型小鼠（n =7）寿命。结果:成功培育和鉴定SIRT1（+/-）小鼠25只;与野生型比较,SIRT1（+/-）小鼠心肌表达β1-AR、AMPK下降（P<0.01）;心脏Langendorff灌流显示SIRT1（+/-）小鼠较野生型小鼠LVPmax明显下降（111.04±13.97 vs 141.90±6.63 mmHg,P=0.003）,+dP/dTmax明显下降（2944.33±461.02 vs 7122.73±1083.12 mmHg/s,P<0.001）,-dP/dTmax明显下降（2081.72±323.81 vs 4807.48±789.79 mmHg/s,P<0.001）;SIRT1（+/-）小鼠寿命较野生型小鼠寿命明显缩短（P<0.001）。结论:敲除SIRT1基因明显缩短小鼠寿命,降低小鼠心脏收缩与舒张功能。其降低心脏收缩功能机制可能与降低心肌β1-AR、AMPK蛋白表达有关。该结果表明SIRT1基因可能通过增加心肌β1-AR和AMPK蛋白表达参与心脏收缩和舒张功能的调控。第三部分白藜芦醇通过SIRT1途径增加H9c2细胞β1-AR,AMPK的表达目的:探讨白藜芦醇通过SIRT1途径对H9c2细胞β1-AR、AMPK的调节。方法:培养H9c2细胞,给予不同浓度白藜芦醇（10、25、50、100 uM）处理,24小时后收集细胞,Western blot方法检测SIRT1、β1-AR、AMPK的表达。构建过表达SIRT1基因的质粒,转染H9c2细胞,建立过表达SIRT1的H9c2细胞株,检测过表达SIRT1的H9c2细胞株和正常H9c2细胞SIRT1、β1-AR、AMPK的表达。用不同浓度尼克酰胺（10、20、40 mM）处理转染SIRT1基因的H9c2细胞24小时,检测SIRT1、β1-AR、AMPK的表达。结果:1、白藜芦醇（50 uM、100 uM）处理H9c2细胞24小时后,H9c2细胞表达SIRT1、β1-AR和AMPK较空白组明显升高（均为P<0.01）。2、过表达SIRT1基因H9c2细胞β1-AR表达和AMPK表达均较正常H9c2细胞明显升高（P<0.01）。3、不同浓度（20 mM、40 mM）尼克酰胺（NAM）抑制过表达SIRT1 H9c2细胞的SIRT1活性24小时后,AMPK表达较无NAM处理组明显下降（P均<0.01）;β1-AR表达也明显下降（分别为P<0.05和P<0.01）。结论:过表达SIRT1基因可以增加H9c2细胞β1-AR、AMPK的蛋白表达;白藜芦醇可以激活SIRT1基因并增加H9c2细胞β1-AR、AMPK的蛋白表达,而用尼克酰胺抑制SIRT1活性则降低过表达SIRT1的H9c2细胞β1-AR、AMPK的蛋白表达。表明SIRT1的作用是通过增加细胞β1-AR数量和AMPK的活性而发挥的,而白藜芦醇改善心功能的作用则是通过激活SIRT1通路介导的。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 英文缩略词表
• 前言
• 参考文献
• 第一部分 白藜芦醇对心梗后大鼠的心功能和死亡率的影响
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 参考文献
• 第二部分 SIRT1 基因对小鼠心脏功能和寿命的影响
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 参考文献
• 第三部分 白藜芦醇通过 SIRT1 途径调节 H9c2 细胞 β1-AR,AMPK 的表达
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 参考文献
• 全文总结
• 综述一：AMPK 与心力衰竭
• 参考文献
• 综述二：白藜芦醇抗心衰作用
• 参考文献
• 博士期间发表与投稿文章
• 致谢