扩张型心肌病心力衰竭毒证病证结合动物模型构建及潜在生物标志物研究

摘要

目的 构建符合中医证候特征的扩张型心肌病(DCM)心力衰竭(简称“心衰”)毒证病证结合动物模型，并鉴定DCM心衰毒证的潜在生物标志物或干预靶点。方法 15只雄性SD大鼠按随机数字表法分为空白对照组、阿霉素组、DCM心衰毒证组，每组5只。阿霉素组腹腔注射阿霉素1.25 mg/kg,于每周第1、4天注射，给予普通饮食；DCM心衰毒证组在阿霉素组基础上给予42%白酒(10 mL/kg)隔天灌胃、45%高脂饲料，饮用10%果糖溶液；空白对照组腹腔注射等体积磷酸盐缓冲液(注射时间同阿霉素组),给予普通饮食。造模10周。造模第4、10周，使用超声心动仪检测心脏左室射血分数(LVEF)、短轴缩短率(FS)、收缩期左室后壁厚度(LVPWs)、舒张期左室后壁厚度、收缩期左室内径(LVIDs)、舒张期左室内径(LVIDd),红绿蓝比色法评估大鼠宏观被毛色泽变化；造模结束后，旷场实验评估大鼠运动耐量，抓力测试评估大鼠前肢抓力变化，苏木精-伊红染色、Masson染色、小麦胚芽凝集素染色评估心脏组织病理变化。采用Bulk RNA测序分析鉴定空白对照组与DCM心衰毒证组大鼠心脏的差异表达基因(DEGs),以DCM、大鼠被毛色泽蓝色(Blue)值和前肢抓力作为表型特征，通过加权共表达网络分析(WGCNA)筛选DCM心衰毒证特征模块基因集(MEs)。将DEGs、免疫相关基因集、MEs进行重叠分析，交集基因即DCM心衰毒证的潜在生物标志物或干预靶点，并利用接受者操作特征(ROC)曲线评估其敏感性和特异性。结果 与空白对照组比较，造模第10周，阿霉素组和DCM心衰毒证组大鼠LVEF、FS、LVPWs降低，LVIDs、LVIDd增加，旷场实验运动距离缩短，前肢抓力降低(P<0.05)。造模第10周，与空白对照组和阿霉素组比较，DCM心衰毒证组大鼠被毛色泽Blue值降低(P<0.05)。与空白对照组比较，阿霉素组和DCM心衰毒证组大鼠心脏明显扩张，心脏组织免疫细胞浸润增加，并伴有胶原沉积、心肌细胞肥大。Bulk RNA测序鉴定得2 003个DEGs,其中1 082个基因下调、921个基因上调。WGCNA结果发现，MEturquoise模块与DCM正相关性最强，与Blue值及前肢抓力负相关性最强。重叠分析鉴定出4个交集基因，即骨形态发生蛋白6(Bmp6)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(Pak1)、原癌基因JunD和S100钙结合蛋白A3(S100A3)。ROC曲线分析表明，以上4个基因对于DCM心衰毒证具有高度敏感性和特异性。结论 阿霉素腹腔注射叠加高脂饲料、果糖饮水及白酒灌胃构建的大鼠模型更符合DCM心衰毒证的特征。Bmp6、JunD、Pak1、S100A3是DCM心衰毒证的潜在生物标志物或靶点。

关键词

扩张型心肌病 / 心力衰竭 / 毒证 / 生物标志物 / 大鼠

基金资助

国家重点研发计划项目(No.2022YFC3500104)