磷脂酰乙醇胺促进心房纤维化的作用及机制研究
研究背景 心房颤动(AtrialFibrillation,AF)是最常见的严重型心律失常之一，主要表现为心房无序激动以及无效收缩的房性节律。AF会降低患者的生活质量和心脏功能，导致更高的医疗费用和死亡风险。目前有报道提出脂质代谢在AF发生和发展中的重要性，为了更深地探究脂质代谢在AF中所扮演的角色，识别脂质代谢物整体变化的脂质组学方法可被应用于AF的相关研究中，以系统性探究AF中脂质组成与含量变化的模式。既往研究强调了磷脂酰乙醇胺(Phosphatidylethanolamine,PE)在AF中的意义，而我们前期探索也发现PE在AF患者血浆中的表达显著上调，然而其具体的作用和机制仍未明确。 AF的启动和维持与引发心房异常活动的触发物以及维持基质密切相关，而维持基质改变将导致心房重构。心房重构包括电重构与结构重构，且电重构将逐渐进展为结构重构，最终导致持续性或永久性心律失常。心房纤维化是心房结构重构的最为显著的标志，抑制心房纤维化对于预防AF进展至关重要。肾素-血管紧张素-醛固酮系统是导致心房纤维化的重要信号通路，血管紧张素Ⅱ(AngiotensinⅡ,AngⅡ)是主要的效应因子。AngⅡ通过负调节AngⅡ受体和血管紧张素Ⅰ型，导致血管收缩、水钠潴留、促心肌肥大和成纤维细胞增殖等。目前已有多项研究将AngⅡ应用于诱导心房纤维化的动物模型。 由于PE是细胞膜的主要成分，在线粒体中含量更为丰富，其含量将影响线粒体形态及细胞生命活动，从而参与疾病的病理过程。既往研究表明，修饰后的PE是细胞内产生的铁死亡信号。而铁死亡作为一种铁依赖性过氧化导致的细胞程序性死亡，已被证实在心肌纤维化中起到重要角色。但PE与铁死亡在心房纤维化的作用尚不明确。因此，探究PE与铁死亡是否参与心房纤维化的发生和发展有助于阐明脂质代谢在AF进展和心房重构中的作用以及探寻预防AF进展的潜在治疗手段。 研究方法 本研究采用超高效液相色谱-串联质谱对收集的AF患者的血浆样本进行脂质组学分析，明确AF患者中的脂质组成、表达和分布差异，确定具体差异脂质。采用AngⅡ腹腔注射小鼠诱导心房纤维化动物模型及分离原代心房成纤维细胞和心房肌细胞等样本,通过观察纤维化发生程度探究PE对AngⅡ诱导的心房纤维化及其自身对心房影响。通过应用免疫染色、Masson染色、蛋白质免疫印迹、RT-qPCR等实验技术,探究了PE通过促进心房肌细胞铁死亡加重AngⅡ诱导的心房纤维化的作用机制。 研究结果 (1)脂质组学分析得出AF患者具有和健康对照明显不同的血浆脂质组成及含量,通过筛选差异脂质得出PE为AF患者中显著上调的脂质分子; (2)腹腔注射AngⅡ可诱导小鼠心房纤维化，而给药PE则加重了AngⅡ诱导的心房纤维化; (3)PE不能促进AngⅡ诱导的心房成纤维细胞中纤维化相关蛋白的表达但可以促进AngⅡ诱导的心房肌细胞死亡，并导致过氧化发生及纤维化相关蛋白上调，且呈浓度依赖性; (4)在体水平，PE促进小鼠心房组织中过氧化指标及铁含量升高，影响铁死亡相关蛋白的表达;离体水平，PE可促进心房肌细胞中线粒体结构异常，并促进过氧化现象及铁死亡的发生，且呈浓度依赖性; (5)在AngⅡ诱导的心房纤维化小鼠模型中，PE通过增加心房组织过氧化及促进铁死亡进一步促进心房纤维化;在AngⅡ处理的心房肌细胞中，PE促进线粒体损伤,诱导心房肌细胞铁死亡，并促进过氧化及纤维化蛋白表达。 研究结论 (1)脂质组学表明AF患者有特异的血浆脂质构成与含量，且PE为AF患者中差异占比最高的脂质分子; (2)PE促进AngⅡ诱导的心房纤维化，增加心房组织的过氧化，促进心房肌细胞线粒体结构异常和铁死亡发生。而铁死亡抑制剂可以减轻AngⅡ对心房的负性影响; (3)应用铁死亡抑制剂可拮抗PE对心房纤维化的促进作用，并降低氧化产物的产生和线粒体损伤，减少心房肌细胞铁死亡。
心房颤动;心房纤维化;脂质组学;磷脂酰乙醇胺
南方医科大学
博士
八年制临床医学
郑少忆
2023
中文
R541.75
2023-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）