心力衰竭继发肌少症大鼠模型构建及机制初探OA

目的观察心力衰竭大鼠不同时间节点继发性肌少症的发病情况,基于转录组学探索心力衰竭大鼠继发肌少症的可能分子机制。方法40只SD大鼠随机分为假手术组和模型组,各20只。模型组采用左冠状动脉前降支结扎法建立心力衰竭模型,术后4周经超声心动图筛选成模大鼠(左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)<50%)。随后将纳入研究的假手术组大鼠分为假手术4周组和假手术8周组,将成模大鼠随机分为模型4周组和模型8周组,每组6只。术后4、8周时采用超声心动图测定大鼠LVEF、左心室缩短分数(fractional shortening,FS),观察大鼠心力衰竭情况;测量大鼠肌力、游泳力竭时间,于行为学指标采集完毕后取材,称量心脏质量(heart mass,HM)及腓肠肌质量(gastrocnemius muscle mass,GM),计算心脏质量指数(heart mass index,HMI)、腓肠肌指数(skeletal index,SI),病理学观察心肌、骨骼肌组织形态,ELISA检测大鼠血清BNP、s Tn I含量。8周时取两组腓肠肌组织进行转录组学测序。结果与假手术4周组比较,模型4周组LVEF和每搏输出量(stroke volume,SV)明显下降(P<0.05),血清BNP明显升高(P<0.05),心肌胶原容积分数(collagen volume fraction,CVF)显著上升(P<0.001),肌力未见明显差异(P>0.05),游泳力竭时间显著下降(P<0.05),HMI与SI值未见明显差异(P>0.05),腓肠肌CVF、肌纤维横截面积、s Tn I未见明显差异(P>0.05)。与假手术8周组比较,模型8周组LVEF、LVFS明显下降(P<0.05或P<0.001),血清BNP显著升高(P<0.01),心肌CVF大幅度升高(P<0.001),HMI明显下降(P<0.05),肌力、游泳力竭时间、SI值均显著下降(P<0.01),且SI值下降幅度大于2倍SD值,符合肌少症成模标准,腓肠肌CVF明显升高(P<0.05),腓肠肌纤维横截面积显著减少(P<0.01),s Tn I未见明显差异(P>0.05)。转录组学结果显示模型大鼠腓肠肌组织中有105个差异表达基因,其中41个上调基因与64个下调基因,功能富集分析主要集中在PI3K/Akt通路(Creb3l1,Col1a1,Igf1,Pdgfd,Thbs2)、AMPK通路(Creb3l1,Fasn,Igf1,Srebf1)、胰岛素抵抗(Creb3l1,Col1a1,Mmp2)等通路。结论心力衰竭造模8周后出现继发性肌少症,其作用机制可能与IGF-1/PI3K/Akt通路、AMPK通路相关。