南方医科大学学报 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (4): 666-674.doi: 10.12122/j.issn.1673-4254.2024.04.07
王梓凝,杨 明,李双磊,迟海涛,王军惠,肖苍松
WANG Zining, YANG Ming, LI Shuanglei, CHI Haitao, WANG Junhui, XIAO Cangsong
摘要: 目的 探究心肌梗死小鼠心肌纤维化过程中线粒体呼吸功能的变化,阐述其与糖酵解通量增加的相关性。方法 选取40只C57BL/6N小鼠,随机分为实验组(心肌梗死组)和对照组(假手术组),20只/组。实验组采用结扎冠状动脉左前降支的方法构建小鼠心肌梗死模型,对照组除不对左前降支进行结扎外,其他操作均与实验组相同。选取心肌梗死后28 d和假手术组小鼠各5只进行安乐死取材,取左心室组织样本进行转录组学测序,采用FPKM法计算基因表达量,寻找差异表达基因。并通过GO和KEGG数据库对差异基因进行富集分析,寻找影响疾病进程的相关通路。通过绘制热图,展示富集分析中显示的通路和相关基因的表达差异,并对体外培养的小鼠原代CFs通过促纤维化激动剂TGF-β1或溶剂对照干预,通过Seahorse实验检测其线粒体呼吸和糖酵解水平。结果 通过心脏大体图和心脏超声验证心梗模型构建成功,心肌梗死组舒张期左心室内径增加(P<0.05),收缩期左心室内径增加更为显著(P<0.001),左心室射血分数明显下降,差异有统计学意义(P<0.0001)。与假手术组相比,心肌梗死组上调基因124个,下调基因106个。GO和KEGG富集分析显示差异表达基因显著富集在脂肪酸代谢、细胞器等代谢通路和线粒体中。基因表达热图显示脂肪酸β氧化和线粒体功能障碍,相反糖酵解水平增加。Seahorse实验中,与溶剂对照组(Vehicle组)相比,TGF-β1干预组心肌成纤维细胞基础和最大呼吸水平明显降低,基础和最大糖酵解水平升高,差异均有统计学意义(P<0.0001)。结论 在心肌纤维化过程中,心肌成纤维细胞能量代谢重塑,线粒体功能下降,相反更倾向于通过糖酵解产生能量。