达格列净激活AMPK信号通路改善心力衰竭的机制研究

摘要

目的 探讨达格列净(Dapagliflozin, DAPA)是否通过腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)信号通路对心力衰竭(Heart failure, HF)产生治疗作用。方法 本研究从GSE57338、GSE116250和GSE141910三个公开数据集中收集HF相关的基因表达数据，GSE57338基于GPL11532平台，包含177例HF患者和136例健康对照的左心室组织基因表达数据；GSE116250基于GPL16791平台，包含50例HF患者和14例健康对照的左心室组织基因表达数据；GSE141910基于GPL16791平台，包含200例HF患者和166例健康对照的左心室组织基因表达数据。对以上数据进行差异表达基因分析和富集分析。通过基因集变异分析(Gene set variation analysis, GSVA)评估AMPK信号通路在HF中的活化情况。随后，构建急性心肌梗死(Acute myocardial infarction, AMI)诱导的HF大鼠模型，并将其分为对照组、模型组和DAPA治疗组。对实验大鼠进行超声心动图检测，评估心脏功能；通过苏木精-伊红(HE)和Masson染色观察心肌组织形态变化；利用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测脑型利钠肽(BNP)、心肌肌钙蛋白T(cTn-T)水平；通过TUNEL染色观察细胞凋亡情况；采用Western blot检测心肌组织中与AMPK信号通路相关蛋白的表达情况。结果 在3个数据集中共鉴定出2 677个交集基因，这些基因显著富集于磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)-蛋白激酶B(AKT)信号通路、神经营养因子信号通路、AMPK信号通路和雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路。对3个数据集进行GSVA评分结果显示，与健康对照相比，HF患者的AMPK信号通路显著下调(均P<0.001)。心功能超声结果显示，模型组大鼠表现出舒张和收缩功能障碍，DAPA治疗组大鼠在接受DAPA治疗后，左心室内径(LVID)、左心室收缩期内径(LVIDs)、舒张末期容积(EDV)和收缩末期容积(ESV)显著减少，射血分数(EF)和左心室缩短分数(FS)显著增加(P<0.05);模型组大鼠心肌纤维紊乱，心肌组织存在广泛的间质性出血，并有炎性细胞浸润，DAPA治疗后，大鼠心肌炎性细胞浸润程度和纤维化水平明显减少。接受DAPA治疗的HF大鼠血清中BNP和cTn-T水平、心肌细胞凋亡率均明显低于模型组(P<0.05);DAPA治疗组中磷酸化AMPK(p-AMPK)的表达显著增加(P<0.05)。结论 AMPK信号通路在HF的病理过程中起重要作用，DAPA通过激活AMPK信号通路改善心肌炎症和功能损伤，显示出潜在的治疗价值。

关键词

心力衰竭 / 达格列净 / AMPK / 炎症

基金资助

天山英才科技创新领军人才项目(2022TSYCLJ0023)