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研究目的:建立慢性间歇缺氧和高脂饮食小鼠模型,模拟OSAHS合并肥胖患者生理病理状态,探讨慢性间歇缺氧和高脂饮食对心脏结构、心功能、心肌细胞结构、心肌纤维化、心肌凋亡、线粒体动力学、线粒体功能及PIKfyve表达水平影响。研究方法:1.建立慢性间歇缺氧和高脂饮食小鼠模型。将雄性C57/BL6小鼠40只随机分为:对照组(C),慢性间歇缺氧组(chronic intermittent hypoxia,CIH),高脂饮食组(high-fat diet,HFD),慢性间歇缺氧+高脂饮食组(CIH+HFD),n=10。共造模14周,正常饮食组给予普通饲料,高脂饮食组给予高脂饲料,从第9周开始,CIH及CIH+HFD组小鼠每日接受间歇缺氧8小时,连续6周。造模期间观察各处理组小鼠一般状况,每周记录各处理组小鼠体重,评估造模效果。2.研究慢性间歇缺氧和高脂饮食对心肌结构与功能的影响:心脏彩超检测各组小鼠心功能及结构;苏木精—伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色分析小鼠心肌组织病理变化;马森染色、天狼星染色检测各组小鼠心肌胶原蛋白表达;RT-qPCR测定各组小鼠心肌纤维化相关基因mRNA的表达水平;Western Blot测定各组小鼠心肌Casepase-3蛋白表达水平。3.观察慢性间歇缺氧联合高脂饮食对心肌线粒体动力学和PIKfyve表达影响:RT-qPCR及Western Blot测定对照组及CIH+HFD组小鼠心肌线粒体分裂、融合关键调控因子mRNA和蛋白的表达水平;RT-qPCR测定对照组及CIH+HFD组小鼠心肌线粒体功能相关基因mRNA的表达水平;RT-qPCR及Western Blot测定对照组及CIH+HFD组小鼠PIKfyve mRNA和蛋白的表达水平。研究结果:1.成功构建慢性间歇缺氧和高脂饮食小鼠模型:慢性间歇缺氧组小鼠较常氧组小鼠活动减少,精神萎靡,进食饮水减少。高脂饮食组小鼠较正常饮食组小鼠体重显著升高,慢性间歇缺氧组小鼠较常氧组小鼠体重轻微下降。2.心脏彩超结果表明:与正常对照组相比,CIH及HFD组小鼠心脏收缩功能(EF、FS)无显著变化,CIH+HFD组小鼠收缩功能(EF、FS)显著下降(P<0.05)。CIH组小鼠舒张末期室间隔厚度(IVS;d)、校正后的左室质量(LV Mass corrected)、舒张末期左室后壁厚度(LVPW;d)及左室舒张末容积(LV Vol;d)均无明显变化;HFD组小鼠IVS;d较对照组增高(P<0.05),而LV Mass corrected、LV Vol;d较对照组有上升趋势,差异无统计学意义;CIH+HFD组小鼠的IVS;d,LV Mass corrected,LVPW;d均较对照组显著升高(P<0.05),LV Vol;d无明显变化。HE染色显示,CIH、HFD、CIH+HFD组小鼠心肌细胞形态异常,且以CIH+HFD组最为严重。马森染色及天狼星染色显示CIH及HFD组小鼠心肌未发生纤维化,CIH+HFD组小鼠心肌发生纤维化。RT-qPCR结果表明,与正常对照组相比,CIH+HFD组小鼠心肌纤维化基因表达水平上调(P<0.05),CIH及HFD组小鼠心肌纤维化相关基因表达水平无明显变化。Western Blot结果表明,CIH、HFD、CIH+HFD组小鼠Casepase-3蛋白表达均较对照组增高(P<0.05),以CIH+HFD组小鼠上升最明显。3.RT-qPCR结果表明,与对照组相比,CIH+HFD组小鼠心肌线粒体MTP18 mRNA表达水平显著增高,线粒体融合蛋白(mitofusin,Mfn)1、Mfn2 mRNA表达水平显著降低(P<0.05),而线粒体动力相关蛋白1(dynamin-related protein1,DRP1)及视神经萎缩蛋白1(optic atrophy1,OPA1)mRNA水平无显著变化。Western Blot结果表明,CIH+HFD组小鼠心肌线粒体MTP18蛋白上调,DRP1蛋白在S616位点磷酸化水平升高,在S637位点磷酸化水平显著降低,Mfn1、Mfn2蛋白表达下调,量化分析提示差异与对照组相比有统计学意义(P<0.05)。RT-qPCR结果表明,CIH+HFD组小鼠心肌线粒体功能相关基因mRNA表达水平较对照组显著下降(P<0.05)。RT-qPCR及Western Blot结果表明,CIH+HFD组小鼠心肌PIKfyve mRNA及蛋白的表达水平较对照组显著下降(P<0.05)。研究结论:1.慢性间歇缺氧和高脂饮食小鼠模型建立成功。2.CIH和HFD组小鼠心室肥厚,心肌细胞形态异常,心肌凋亡,未发生心肌纤维化,心脏收缩功能未受到明显影响;慢性间歇缺氧联合高脂饮食导致小鼠心室肥厚,心脏收缩功能显著下降,心肌细胞形态显著异常,心肌凋亡,心肌纤维化。3.CIH+HFD组小鼠心肌线粒体分裂调控因子表达上升、融合调控因子表达下降,线粒体动力学紊乱,线粒体功能下降,PIKyfve mRNA及蛋白表达下降。