查看更多>>摘要:目的 明确间歇禁食(intermittent fasting,IF)对压力超负荷型心衰的保护作用及潜在分子机制.方法 采用主动脉弓缩窄术(transverse aortic constriction,TAC)建立压力超负荷型心衰模型,术后给予自由进食(ad libitum,ALb)或IF处理.将C57BL/6小鼠随机分为假手术+自由进食组(sham+ALb)、假手术+间歇禁食组(sham+IF)、心衰+自由进食组(TAC+ALb)和心衰+间歇禁食组(TAC+IF).将野生型(WT)小鼠及成纤维细胞生长因子21(fibroblast growth factor 21,FGF21)敲除(Fgf21-/-)小鼠随机分为WT+TAC+ALb组、WT+TAC+IF组、Fgf21-/-+TAC+ALb组和Fgf21-/-+TAC+IF组.饲养8周后,通过小动物超声检测各组小鼠的心脏左室射血分数(LVEF)和左室短轴缩短率(LVFS),计算心脏质量(HW)和体质量(BW)比值,检测血清BNP水平,组织病理学染色观察心脏结构改变,透射电镜和分子生物学实验观察和检测线粒体结构和功能(ATP生成、线粒体复合物Ⅰ和Ⅴ活性)、DHE染色评估心肌活性氧(ROS)生成,ELISA试剂盒测定心肌4-羟基壬烯醛(4-HNE)水平,Western blot法测定心肌SIRT3和SOD2表达.结果 与sham+ALb组相比,TAC+ALb组小鼠心脏LVEF和LVFS值下降(P<0.01),血清BNP水平升高(P<0.01),HW/BW值和心肌细胞平均横截面积增大(P<0.01),心肌间质纤维化占比增加(P<0.01).与TAC+ALb组相比,TAC+IF组小鼠心脏LVEF和LVFS值升高(P<0.01),血清BNP水平下降(P<0.01),HW/BW值和心肌细胞平均横截面积减小(P<0.01),心肌间质纤维化占比下降(P<0.01).sham+IF组与sham+ALb组间上述指标差异均无统计学意义(P>0.05).与WT+TAC+ALb组相比,WT+TAC+IF组小鼠心脏LVEF和LVFS值升高(P<0.01),血清BNP水平下降(P<0.01),HW/BW值和心肌细胞平均横截面积减小(P<0.01),心肌间质纤维化占比下降(P<0.01),心肌ATP生成增加(P<0.01),线粒体复合物Ⅰ和Ⅴ活性改善(P<0.01),ROS和4-HNE水平下调(P<0.01),同时心肌SIRT3表达增强、SOD2乙酰化降低(P<0.01).与WT+TAC+IF组相比,Fgf21-/-+TAC+IF组小鼠心脏LVEF和LVFS值降低(P<0.01),血清BNP水平升高(P<0.01),HW/BW值和心肌细胞平均横截面积增大(P<0.01),心肌间质纤维化占比增加(P<0.01),心肌ATP生成减少(P<0.01),线粒体复合物Ⅰ和Ⅴ活性下降(P<0.01),ROS和 4-HNE水平上调(P<0.01),同时心肌SIRT3 表达降低、SOD2 乙酰化增强(P<0.01).Fgf21-/-+TAC+IF组与Fgf21-/-+TAC+ALb组间上述指标差异均无统计学意义(P>0.05).结论 间歇禁食通过调控FGF21-SIRT3信号通路改善心肌线粒体功能和降低氧化应激水平,进而减轻压力超负荷型心衰小鼠心肌重构和心功能障碍.