亚精胺通过激活PI3K/AKT通路改善小鼠慢性心力衰竭

摘要

目的 基于PI3K/AKT信号通路探讨亚精胺（SPD）对小鼠慢性心力衰竭的影响及机制。方法 (1)将6周龄的C57BL/6野生型雄性小鼠随机分为4组：假手术（sham）组、sham+SPD组、主动脉弓缩窄（TAC）组和TAC+SPD组（TAC术后小鼠饮水添加3 mmol/L SPD）。Western blot检测心肌组织中脑利钠肽（BNP）、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）、磷酸化磷脂酰肌醇3-激酶（p-PI3K）、蛋白激酶B(Akt)、磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)、葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)、抗丙酮酸脱氢酶（PDH）和抗乳酸脱氢酶A(LDHA)的表达水平；心脏超声检查心功能情况；Masson染色观察心肌细胞肥大及纤维化程度；透射电镜观察心肌线粒体形态。(2)盐酸异丙肾上腺素（ISO,10μmol/L）处理HL-1心肌细胞，建立心肌细胞肥大模型。HL-1心肌细胞分为对照（control）组、ISO组、ISO+SPD(1 mmol/L)组，ISO+二氟甲基鸟氨酸（DFMO,10μmol/L）组和ISO+SPD+DFMO组。Western blot检测各组细胞中BNP、PI3K、p-PI3K、Akt、p-Akt、GLUT1、GLUT4、PDH和LDHA的表达水平；使用FITC标记的Phalloidin染液标记细胞骨架，在荧光显微镜下观察细胞骨架；用荧光标记的2-脱氧葡萄糖（2-NBDG）处理各组细胞3 min，分析细胞葡萄糖摄取能力。结果 (1)与sham组比较，TAC组小鼠左心室射血分数（LVEF）和左心室短轴缩短分数（LVFS）降低（P<0.05）,Masson染色有明显的蓝色胶原纤维沉积，透射电镜显示小鼠线粒体嵴密度降低、线粒体数量减少及排列不规则，心肌组织p-PI3K、p-Akt和PDH表达降低（P<0.05），而BNP、GLUT1和LDHA表达升高（P<0.05）。与TAC组相比，TAC+SPD组小鼠LVEF和LVFS升高（P<0.05）,Masson染色未见明显的胶原纤维，透射电镜显示小鼠心肌线粒体数目和线粒体嵴密度均增多，心肌组织p-PI3K、p-Akt、GLUT1和PDH表达升高（P<0.05）,BNP和LDHA表达降低（P<0.05）。(2)与control组相比，ISO组pPI3K、p-Akt和PDH的表达水平明显降低（P<0.05），而GLUT1和LDHA的表达明显升高（P<0.05）,2-NBDG摄取量增多（P<0.05）；与ISO组比较，ISO+SPD组p-PI3K、p-Akt、GLUT1和PDH的表达水平明显升高（P<0.05）,LDHA的表达明显降低（P<0.05）,2-NBDG摄取量增多（P<0.05），而ISO+DFMO组p-PI3K、p-Akt和PDH的表达水平明显降低（P<0.05）,LDHA的表达明显升高（P<0.05）,GLUT1变化不明显，2-NBDG摄取量降低（P<0.05）；与ISO+SPD相比，ISO+DFMO+SPD组p-PI3K、p-Akt、GLUT1和PDH的表达都有不同程度的降低（P<0.05），而LDHA的表达水平升高（P<0.05）,2-NBDG摄取量降低（P<0.05）；各组间GLUT4的表达未见明显差异。结论 SPD可能通过激活PI3K/AKT通路，促进心衰细胞对糖的摄取和有氧氧化，减轻心肌肥大，从而缓解心力衰竭。

关键词

亚精胺 / 心力衰竭 / 纤维化 / 磷脂酰肌醇3-激酶 / 蛋白激酶B / 糖代谢