沈阳白癜风医院 http://baijiahao.baidu.com/s?id=1674977095345154349&wfr=spider&for=pc钻研靠山
高脂饮食(HFD)会引发肥胖和心脏反常，展现为心肌肥硕、心室适应性丢失和压缩坚持手腕丢失，同时伴随显著的线粒体损伤和各类式样的细胞做古。固然曾经猜测了摄取HFD和肥胖致使的不利心肌后遗症的多种情形，包含脂*性、炎症、氧化应激、细胞凋亡、坏死、内质网应激、氧化DNA损伤和自噬混乱，但肥胖相体贴脏病理确实切机制依然不通晓。近来的凭证说明，铁做古是一种新的调治性细胞做古式样，其特色是铁基脂质活性氧(ROS)的积攒，在肥胖和肥胖并发症(包含血管钙化、癌症进展、神经、肾脏和肝脏损伤)中或许起到影响。
更多的凭证说明，自噬，一种在应激、饥饿或缺氧中保持细胞内稳态的保守退化进程，与病理处境中铁做古的开辟亲密关联。据报导，自噬货色受体核受体辅活化子4(NCOA4)稀奇性地靶向铁卵白到自噬小体，督促带领铁卵白的老练自噬小体和溶酶体归并以降解铁卵白，这一进程被称为铁卵白淹没，以操纵铁的释放和再轮回。
线粒体自噬是抉择性淹没/革除长命命或受损线粒体的进程，是紧要的线粒体品质操纵机制，操纵线粒体数目、代谢重编程和细胞分裂。有报导称，受体介导的和帕金森依赖的自噬，如BCL2/腺病*E1B19kDa卵白彼此影响卵白3(BNIP3)和包含1的FUN14组织域(FUNDC1)介导的自噬。线粒体自噬平衡或许引发血汗管和代谢反常的进展，如酒精性心肌病、肥胖和2型糖尿病。
钻研效果
1.饮食开辟的肥胖影响心脏的铁做古和线粒体自噬，并在肥胖的人类和啮齿动物心脏中获得阐明
为了知道肥胖生物学路径的或许变动，成年Sprague-Dawley大鼠在RNA-SEQ评估以前被置于HFD20周。用KEGG富集解析探测LFD组和HFD组之间的不同抒发基因(DEG)。在摄取HFD后，肥胖心脏中视察到与铁做古、线粒体自噬和氧化磷酸化关联的基因富集(图1A-C)，说明这些生物路径在肥胖相体贴脏并发症中或许起影响。为知道释铁做古和线粒体自噬在肥胖心脏反常中的影响，在肥胖的人和啮齿动物的心脏中评估了铁做古和线粒体自噬的卵白符号物。效果显示，在肥胖的人和啮齿动物中，铁做古(Gpx4和SLC7A11的下调)伴跟着制服的线粒体自噬(TOM20的添加)(图1D-P)。效果说明，铁做古和制服线粒体自噬在肥胖关联的心脏损伤中或许起到了影响。
图1
2.高脂饲料豢养的WT和FundC1?/?小鼠在铁做古制服剂LIP-1调节先后的代谢特点
鉴于起初的汇报提醒了线粒体自噬受体FUNDC1在肥胖心肌病中的影响，做家延续行使短期(10周)高脂饮食摄取计划，在WT和FUNDC1?/?小鼠中钻研了在添加或不添加铁做古制服剂LIP-1的情形下，制服线粒体自噬和抬高的铁做古之间的或许关联性。在饮食豢养8周和10周时，摄取HFD引发体重添加显然添加，同时血清甘油三酯略有添加，但不影响HOMA-IR和血清Fe2+水准，只管添加幅度很小，但并不影响HOMA-IR和血清Fe2+水准。只管FUNDC1缺少对HFD开辟的体重添加以及血清甘油三酯和Fe2+水准没有影响，但它提醒了HFD开辟的HOMA-IR和血清Fe2+水准的抬高，这一效应不受LIP-1添加的影响。FUNDC1缺少自身不会影响LFD摄取下的任何生物特色或血清特色(图2A-D)。为了进一步评估HFD和FUNDC1缺少开辟的代谢做为，行使CLASM监测了24小时周期内的寰球代谢。这些数据没有提防到短期HFD摄取或FUNDC1熔解自身(LFD摄取)在O2耗损、CO2形成、RER比率、热量形成和总行动方面有任何显然的变动，只管FUNDC1缺少提醒了HFD致使的O2耗损、CO2形成、RER比率和热量形成的下落，而不影响总的膂力行动，LIP-1能够防止这些影响(图2E-T)。这些数据说明，FUNDC1缺少或许在寰球领域内敏化短期HFD开辟的代谢反常，而不依赖于铁做古。
图2
3.LIP-1对高脂饲料开辟的WT和FundC1?/?小鼠脂质堆集、心脏重洽商氧化应激的影响
用油红染色法探测LFDor-HFD豢养的WT和FUNDC1?/?小鼠在LIP-1调节先后的脂质堆集。数据如图3所示，显示摄取10周HFD后，小鼠心脏险些没有油红O储蓄，心脏重洽商氧化应激。只管FUNDC1熔解对LFD摄取量下的脂质堆集没有影响，但它提醒了HFD摄取量下油红O染色的显然飞腾，其影响可被LIP-1调节缓和(图3A，F)。在LFD计划下，FUNDC1缺少可赓续败露高脂血症引发的心肌肥厚(图3B，G)、间质纤维化(图3C，H)、氧化应激(图3D，I)和线粒体O2?形成(图3E，J)，而在LFD计划下，FUNDC1熔解自身险些没有影响。兴味的是，制服铁做古加重了FUNDC1缺少-面临HFD摄取时的心肌肥硕、间质纤维化和氧化应激，而LFD摄取下LIP-1自身险些没有影响(图3)。
图3
4.LIP-1对高脂饲料开辟的WT和FundC1?/?小鼠超声心动图、心肌细胞和细胞内钙离子反映的影响
超声心动图评估显示，服用HFD10周后，心肌几多和功用变动很小，只管FUNDC1缺少对LFD计划下测试的任何超声心动图目标没有影响，但它显然添加了左心室压缩末期内径(LVESD)、左心室舒张末期内径(LVEDD)和左心室分量(绝对或归一化)，低沉了减少分数和射血分数，而心律和室壁厚度没有任何变动。LIP-1独自未能改观LFD下心脏的几多形态或功用，只管它拯救了FundC1?/?小鼠高脂血症开辟的超声心动图反常(图4A-G)。LIP-1和FUNDC1缺少引发的左心室质质变动与平常心脏分量的丈量一致(图4H-J)。
图4
心肌细胞力学特点的进一步评估显示，摄取HFD和熔解FUNDC1对心肌细胞压缩功用均无显然影响。但是，FUNDC1缺少显然低沉了HFD摄取时的峰值减少、减少/再拉长的最大速率(±dL/dt)和拉长再拉长的赓续时光(TR90)，而不影响静息细胞长度和减少赓续时光(TPS)，LIP-1可加重这一影响。LFD摄取下，LIP-1自身错误心肌细胞形成任何呆板效应(图5A-F)。为了破解LIP-1对FUNDC1熔解引发的HFD摄取无益影响的庇护机制，用荧光染料Fura-2评估了细胞内Ca2+的责罚。效果说明，不论是摄取高脂饲料仍旧去除FUNDC1，细胞内钙的性质险些没有变动，只管FUNDC1缺少提醒了高脂饲料引发的细胞内钙离子水准(ΔFFI)的下落，并拉长了细胞内钙革除率，而不影响静息的细胞内钙水准，这一效应可被LIP-1救命，而LIP-1自身险些没有影响(图5G-I)。
图5
5.LIP-1对高脂饲料致WT和FundC1?/?小鼠超微组织改观、线粒体功用和TUNEL凋亡的影响
用透射电镜、乌头酸酶法和TUNEL染色法离别探测肌节和线粒体的超微组织、线粒体功用和细胞凋亡。HFD吸收和FUNDC1熔解对心肌超微组织均无显然影响。兴味的是，在高脂饲料豢养的FUNDC1?/?心肌中视察到显然的细胞组织反常，如线粒体肿胀，嵴粉碎，肌节和心肌细丝变形，这些影响被LIP-1对消，而LIP-1在LFD摄取下对超微组织的影响很小(图6A，C-D)。这与线粒体乌头酸酶活性、线粒体卵白PGC-1α和UCP-2的变动是一致的，在这些变动中，FundC1缺少败露的乌头酸酶活性、PGC-1α和UCP-2水准在高脂饮食摄取时下落，其影响被LIP-1所对消。LIP-1自身或FUNDC1熔解并不影响LFD摄取下的乌头酸酶活性、PGC-1α和UCP-2水准(图6E-G)。着末，不论是HFD摄取仍旧FUNDC1熔解，或两者都没有对心肌细胞凋亡形成任何显著影响，TUNEL染色阐明了这一点(图6B，H)。
图6
6.LIP-1对高脂饲料开辟的WT和FundC1?/?小鼠细胞内钙调治卵白、坏死、细胞凋亡、炎症、自噬、线粒体自噬、脂质过氧化记号、铁做古和氧化损伤的影响
为明了FUNDC1缺少致心肌重塑和压缩反常与HFD摄取关联的细胞记号机制，对细胞内Ca2+调治卵白、坏死、凋亡、炎症、自噬、线粒体自噬、脂质过氧化调治记号、铁做古和DNA氧化损伤等卵白符号物实行了探测。没有提防到这些卵白符号物在HFD摄取或FUNDC1缺少的情形下有任何变动。但是，FundC1熔解败露了SERCA2a和RyR2的下调，磷卵白和Na+-Ca2+换取器(NCx)的上调，坏死(RIPK1和RIPK3)和炎症(TNF-α和IL-6)的上调，而对细胞凋亡没有影响。固然LIP-1自身不影响这些卵白质符号物，但它灵验地对消了FUNDC1熔解-细胞内钙调治卵白(SERCA2a、磷卵白、NCX和RyR2)的未被遮盖的变动、坏死、炎症，而不影响HFD摄取下的细胞凋亡(图7A-j)。
图7
做家进一步探测了自噬、线粒体自噬、脂质过氧化记号分子、铁做古和DNA氧化损伤等卵白质标识物。固然这些卵白符号物在HFD摄取或FUNDC1缺少时险些没有变动，但FUNDC1熔解败呈现显然制服自噬和线粒体自噬，以及面临HFD摄取时上调的脂质过氧化调治分子SP1和ACSL4，铁做古和下调的8-氧鸟嘌呤氧化DNA损伤行使酶OGG1。固然LIP-1自身不影响这些标识物，但它灵验地否认了FUNDC1熔解未被遮盖的铁做古和氧化DNA损伤的变动，而不影响自噬、线粒体自噬、SP1和ACSL4的水准(图8A-J)。
图8
7.FundC1缺失经过SP1-ACSL4和铁做古依赖机制增敏花生四烯酸开辟的细胞色素c释放和心肌细胞功用阻滞
思虑到线粒体在意肌细胞功用中的紧急影响，监测WT和FundC1?/?小鼠在没有或存在Sp1制服剂托芬奈酸(TA，50μM)、ACSL4制服剂TriacsinC(TC，10μM)或铁做古制服剂LIP-1(NN)的情形下，用ACSL4底物AA(1μM，24小时)进犯WT和FundC1小鼠的再造心肌细胞中细胞色素C的共定位(释放)。抉择AA而不是棕榈酸等游离脂肪酸实行体外钻研的原由很大水准上是基于在体内的效果发掘ACSL4上调(图8A和G)。定量解析说明，AA不能引发细胞色素C释放的改观，FUNDC1缺少公布揭破AA开辟的细胞色素C从线粒体释放，其影响被SP1，ACSL4和铁做古的药理制服所对消，而制服剂自身的影响很小(图9A-B)。对成年小鼠心肌细胞功用的进一步评估显示，FUNDC1缺少显然败露了AA(孵育8h)引发的心肌细胞功用阻滞(PS低沉，±dL/dt，拉长TR90)，其影响可被制服SP1，ACSL4和铁做古缓和，而制服剂自身的影响很小(图9C-F)。
图9
8.FundC1缺失经过SP1-ACSL4依赖机制增敏花生四烯酸开辟的脂质过氧化
为了评估FundC1和Sp1-ACSL4记号级联在意肌细胞脂质过氧化中的影响，用BODIPY荧光手艺对WT和FundC1?/?小鼠乳鼠心肌细胞实行了ACSL4底物AA(1μM，影响24h)进犯，并在没有或存在Sp1制服剂TA(50μM)、ACSL4制服剂TC(10μM)或铁做古制服剂LIP-1(NM)的情形下，对WT和FundC1小鼠的再造心肌细胞实行了BODIPY荧光探测。数据显示，固然AA不影响脂质过氧化，但FUNDC1缺少败露了AA开辟的脂质过氧化抬高，其影响可被SP1、ACSL4和铁做古的制服所消除，而这些制服剂自身险些没有影响(图10A-B)。
图10
归纳
不同抒发基因(Degs)的RNAseq解析汇报了肥胖大鼠心脏中铁做古和线粒体自噬关联的基因本质论术语，并在肥胖啮齿动物和人类心脏中获得考证。只管摄取10周的HFD没有改观全体代谢、心脏几多和功用、熔解FUNDC1未被遮盖的代谢混乱、在HFD挑战时显然的心脏重构、压缩、细胞内Ca2+和线粒体反常，但LIP-1可裁减或加重除全体代谢外的这些影响。除ACSL4及其调治因子Sp1外，LIP-1可逆转脂肪酸合成酶ACSL4、坏死、炎症、铁做古、线粒体O2?生成和线粒体损伤，制服自噬和DNA修理酶8-oxoGDNA糖基化酶1(OGG1)，但不能制服细胞凋亡，但对细胞凋亡无显然影响(除ACSL4及其调治因子Sp1外，此外影响都可被LIP-1逆转)，但不能制服自噬和DNA修理酶8-oxoGDNA糖基化酶1(OGI1)的抒发，除ACSL4及其调治因子Sp1外，LIP-1可逆转上述影响。体外实行数据说明，ACSL4底物花生四烯酸在FUNDC1缺少时可引发细胞色素C释放、心肌细胞缺损和脂质过氧化，这类影响可被SP1、ACSL4和铁做古制服剂阻断。这些数据说明，短期来往HFD后，FUNDC1缺少或许经过ACSL4介导的铁做古调治，使心脏重塑和功用阻滞变得敏锐。
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