慢性未解决的炎症是心血管疾病的主要决定因素。由于肥胖症的流行,确定射血分数保留型心力衰竭(heartfailurewithpreservedejectionfraction,HFpEF)中未解决的炎症的产生机制很有意义。为了研究肥胖表型及其直接/间接后果,采用多种方法利用脂蛋白受体(简称ALX)功能障碍小鼠模型。间接量热法(Indirectcalorimetryanalyses)显示ALX的缺失导致能量代谢失调,从而导致与年龄相关的肥胖。心功能数据表明易肥胖的ALX缺乏小鼠的心肌应变受损。对趋化因子、细胞外基质和致心律失常的综合测量证实,与WT小鼠相比,4个月龄时ALX-/-小鼠多离子通道基因表达失调,炎症趋化因子和细胞因子反应增强。白细胞的定量分析显示,在稳定状态下,脾和心脏中的促炎性Ly6ChiCCR2+巨噬细胞增加,导致脾、心脏发炎。轻微的炎症表现为心肾、内皮缺损,CD31和eNOS减少,iNOS和COX2表达增加。因此,ALX受体缺乏可作为一个实验模型,确定HFpEF的多种细胞和分子机制,可作为HFpEF治疗心血管疾病的靶点。
01Fig.1.ALX?/?小鼠引起早期肥胖和能量失衡。(A)研究设计总结的在WT和ALX-/-小鼠中肥胖性衰老的输入和输出参数。(B、C)显示食物摄入量和体重变化的点图。(D、E)间接量热法测得的白天和夜间的VO2和VCO2。(F)白天和夜间消耗的总能量(totalenergyexpenditure,TEE)的线性动力学图像。(G、H)脂肪和瘦组织质量变化的定量磁共振成像分析(quantitativemagneticresonanceimaging,QMRI)。(I、J)表示通过间接量热法测得的在2个月龄和4个月龄时,WT和ALX-/-小鼠的总能量消耗(totalenergyexpenditure,TEE),静止能量消耗(restingenergyexpenditure,REE)的点图。与2个月的ALX-/-组相比存在显著差异,*P0.05;与2个月的WT组相比存在显著差异,P0.05;n=4只小鼠/组;数据均以平均值±SE表示。
02Fig.2.ALX受体缺失后多水平的心功能不全。使用超声心动图测得的2个月龄和4个月龄时的WT和ALX?/?组参数:(A)舒张末期容积(EDV),(B)收缩末期容积(ESV),(C)整体纵向应变(GLS),(D)径向周向应变(RCS)(n=4-8只小鼠/组)。(E)用麦胚凝集素(WGA绿)染色的LV的代表性免疫荧光图像,显示4个月龄时WT和ALX?/?小鼠心肌细胞面积的变化。图像代表4-5个切片,n=4只小鼠/组。放大倍数为60倍,比例尺为25μm。
ECG参数:4个月龄时WT和ALX?/?小鼠的一次ECG搏动的(F)P持续时间,(G)R波,(H)Q波,(I)ST波和(J)图像。虚线表示QRS复合体中ALX?/?和WT之间的差异。
使用定制阵列分析4个月龄ALX?/?小鼠LV中(K)钠(Na2+)通道、(L)钾(K+)通道、(M)钙(Ca2+)通道、(N)心律失常基因表达变化的mRNA表达。通过将各个基因的表达相对于WT标准化来计算倍数变化。基因的mRNA表达归一化为HPRT、GAPDH和肌动蛋白的几何平均值;与4个月的WT组相比存在显著差异,*P0.05;n=4-6只小鼠/组;数据均以平均值±SE表示。
03Fig.3.ALX受体缺失在脾脏和心脏激活炎症免疫群。(A)4个月龄的ALX?/?和WT小鼠脾脏中活化巨噬细胞(Ly6C/CCR2)的代表性流式细胞术伪图。(B)WT和ALX?/?小鼠脾脏中Ly6ChiCCR2+表达的代表性重叠图。(C)柱状图显示4个月龄时WT和ALX?/?小鼠脾脏中的Ly6ChiCCR2+细胞群。(D)4个月龄的ALX?/?和WT小鼠心脏中活化巨噬细胞(Ly6ChiCCR2+)的代表性流式细胞术伪图。(E)WT和ALX?/?小鼠心脏中Ly6ChiCCR2+表达的代表性重叠图。柱状图显示4个月龄的WT和ALX?/?小鼠心脏中的(F)Ly6ChiCCR2+,(G)Ly6CloCCR2+,(H)Ly6ChiCCR2-细胞群。(I)饼状图代表在4个月龄时ALX?/?和WT两组中心脏的主要细胞群的不同百分比。每种颜色表示两组中相同的细胞总数百分比。与WT组相比存在显著差异,*P0.05;n=4-5只小鼠/组;数据均以平均值±SE表示。细胞群表示为每毫克组织的绝对细胞数。
04Fig.4.与年龄相关的肥胖表型失调的细胞因子、趋化因子和细胞外基质基因。(A)巨噬细胞运输和迁移趋化因子的mRNA表达。(B)通过STRING生成的面向CCL2的蛋白质-蛋白质相互作用网络。(C)TNFα超家族细胞因子mRNA的表达。(D)通过STRING产生TNFα超家族导向的蛋白质-蛋白质相互作用网络。(E)细胞外基质(ECM)沉积基因、(F)ECM降解基因、(G)ECM和细胞粘附分子基因的mRNA表达。基因的mRNA表达标准化为HPRT、GAPDH和肌动蛋白的几何平均值。与WT组相比存在显著差异,*P0.05;n=4只小鼠/组;数据均以平均值±SE表示。
05Fig.5.ALX的缺乏引起心肌内皮功能障碍。(A)LV免疫荧光图像显示ALX?/?小鼠CD31(红色)表达降低。图像上部为血管周围的CD31(红色)和F4/80(绿色)细胞,显示ALX?/?血管有少量巨噬细胞,CD31染色减少。图像下部显示没有血管的LV。黄色箭头表示CD31染色,白色箭头表示F4/80染色。WGA(紫色)用于标记细胞边界。细胞核用Hoechst(蓝色)染色。图像代表4-5个切片,n=4只小鼠/组。图像放大60倍,比例尺为25μm。(B)CD31LV蛋白表达的免疫印迹。(C)CD31的密度分析。(D)CD31的mRNA表达。(E)磷酸化(S)eNOS和总eNOS蛋白表达的免疫印迹。(F)光密度法分析磷酸化(S)eNOS/TeNOS。(G)eNOS、(H)iNOS和(I)COX-2的mRNA表达(J)
免疫印迹法检测iNOS、COX-2和GAPDH蛋白表达。密度测定分析(K)iNOS、(L)COX-2和(M-P)FFAR-1、-2、-3和-4的mRNA表达。在4个月龄的WT和ALX?/?小鼠的LV中测量基因和蛋白质表达。蛋白表达标准化为GAPDH,mRNA表达标准化为HPRT-1。与WT组相比存在显著差异,*P0.05;n=3-4只小鼠/组;数据均以平均值±SE表示。
06Fig.6.ALX?/?小鼠的肥胖会在4个月龄时加重肾脏和内皮功能障碍。(A)WT和ALX?/?小鼠肾脏的肾小球滤过率(GFR)和(B)肾脏注射FITC-sinistrin的Time-1/2。ALX?/?和WT小鼠肾脏中(C)皮质、(D)血管和(E)髓质WGA(绿色)-CD31(红色)染色的代表性免疫荧光图像。图像代表4-5个切片,n=4只小鼠/组。图像放大60倍,比例尺为50μm。WT和ALX?/?小鼠肾脏的(F)CD31、(G)eNOS、(H)COX-2和(I)iNOSmRNA基因表达的代表图。mRNA表达正常化为HPRT-1。与WT组相比存在显著差异,*P0.05;n=6只小鼠/组;数据均以平均值±SE表示。
本文以题为“Deficitofresolutionreceptormagnifiesinflammatoryleukocytedirectedcardiorenalandendothelialdysfunctionwithsignsofcardiomyopathyofobesity”于年3月发布在期刊FASEBJ上。论文链接:
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