FGF21作为运动因子在有氧运动抑制心梗心肌细胞凋亡中的作用及其机制探讨
目的:探讨成纤维细胞生长因子21(fibroblast growth factor 21,FGF21)在有氧运动抑制心肌梗死(myocardial infarction,MI)大鼠心肌细胞凋亡中的作用及其机制.方法:雄性Sprague-Dawley大鼠40只,体重180～220 g,心梗模型采用左冠状动脉前降支永久性结扎的方法,术后随机分为假手术组(S组)、心梗安静组(MI组)和心梗+有氧运动组(ME组),S组只穿线不结扎.ME组在术后1周进行4周跑台训练.训练后次日腹腔麻醉,测定LVSP、LVEDP和±dp/dtmax评价心功能.培养H9C2大鼠心肌细胞并采用浓度为400 μmol/L的H2O2刺激4h构建心肌细胞凋亡模型,采用AMPK激动剂AICAR和FGF21受体FGFR1抑制剂PD166866干预H9C2大鼠心肌细胞.Masson染色观察分析心肌胶原容积分数(collagen volume fraction,CVF％).Westernblotting检测心肌FGF21、FGFR1、Bax、Bcl-2的蛋白表达及PI3K-Akt通路蛋白的表达,RT-qPCR测定心肌FGF21和FGFRI的表达,TUNEL染色观察心肌细胞凋亡情况.结果:与S组比较,MI组心肌FGF21、FGFR1、Bax/Bcl-2以及PI3K、Akt蛋白表达显著升高,FGF21和FGFR1表达显著升高,TUNEL阳性颗粒显著增加,胶原纤维百分比升高,心功能下降;与MI组比较,ME组心肌FGF21、FGFR1以及PI3K、Akt蛋白表达进一步升高,Bax/Bcl-2显著下降,TUNEL阳性颗粒显著减少,胶原纤维百分比下降,心功能改善;且心肌FGF21表达与抑制心肌细胞凋亡和心功能改善呈显著正相关.PD166866干预H9C2大鼠心肌细胞Bax/Bcl-2表达显著升高,TUNEL阳性颗粒显著增加,炎性因子TNF-α/IL-10显著升高,PI3K-Akt蛋白表达显著下降;AMPK激动剂AICAR单一干预或与FGF21受体抑制剂PD166866二者联合干预均可显著逆转此不利影响.结论:有氧运动可显著上调心梗大鼠心肌FGF21/FGFR1的表达,其机制是通过激活下游PI3K-Akt信号通路,降低心梗心脏炎症反应,进而抑制心肌细胞凋亡.表明,FGF21/FGFR1/PI3K-Akt信号通路在有氧运动抑制心肌细胞凋亡、降低心肌胶原纤维化面积扩增和改善心功能方面发挥重要作用.
有氧运动、心肌梗死、FGF21/FGFR1/PI3K-Akt信号通路、心肌细胞凋亡
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G804.5(体育理论)
国家自然科学基金项目31671240
2019-04-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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