李靈杰 ,張 靚 ,陳雪飛 ,李世田 ,張玉寒 ,任 靜 ,余 玥
心力衰竭是指由心臟結(jié)構(gòu)和功能異常導(dǎo)致心室收縮或舒張能力受損而引起的一系列病理生理變化的臨床綜合征(Braunwald et al.,2015)。臨床上以左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fractions,LVEF)降低 50% 為臨界點,將心衰分為射血分數(shù)降低的心衰(heart failure with re?duced ejection fraction,HFrEF)和射血分數(shù)保留的心衰(heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF)(LVEF≥50%)(Sharma et al.,2014)。其中,HFpEF的患病率約占全部心衰的50%,主要發(fā)病人群是老年、女性,與HFrEF相比,其病因更加復(fù)雜、治療效果不明顯、預(yù)后差、死亡率高,正受到越來越多專家學(xué)者的關(guān)注(Sharma et al.,2014)。根據(jù)HFpEF的病因,有學(xué)者提出,在HFpEF的治療中,要從關(guān)注“中心機制”轉(zhuǎn)向“外周機制”(Maurer et al.,2012;Upadlhya et al.,2015;Wolfel,2016),骨骼肌正成為HFpEF治療的主要靶器官之一。HFpEF時,骨骼肌質(zhì)量減輕、橫截面積減小、顯著萎縮是骨骼肌改變的主要特征。炎癥、氧化應(yīng)激、自噬等多種機制誘導(dǎo)的骨骼肌細胞凋亡是導(dǎo)致骨骼肌萎縮的重要機制(Chang et al.,2017;Cunha et al.,2012;Fujita et al.,2015;Martins et al.,2014)。
對肌肉萎縮和惡病質(zhì)的治療手段主要包括營養(yǎng)補充、藥物治療和運動干預(yù)(李靈杰等,2017),運動干預(yù)對提升心衰患者生理功能、減少發(fā)病率和死亡率的有利作用在早期研究中就被證實(Willius et al.,1961),至今,運動被認為是有臨床意義的抗骨骼肌萎縮的治療方法(Okoshi et al.,2017;Von et al.,2015)。有實驗研究證實,適度的運動顯著改善HFpEF患者的肌肉萎縮(Souza et al.,2014;Tzanis et al.,2017)。運動通過抗氧化應(yīng)激、抗炎、改善氧氣利用等多個途徑改善心衰時肌肉萎縮,此外,運動調(diào)節(jié)肌肉因子的轉(zhuǎn)錄和表達已成為重要的作用靶點。研究發(fā)現(xiàn),骨骼肌肌肉生長抑制素(myosatin,MSTN)、白介素-6、脂聯(lián)素等在運動改善心衰中有著重要意義(Cai et al.,2018;Lenk et al.,2012;Ribeiro?Samora et al.,2017)。
血管內(nèi)皮生長因子B(vascular endothelial growth fac?tor?B,VEGFB)是血管內(nèi)皮生長因子家族新成員(Olofs?son et al.,1996),在骨骼肌中大量表達,除促進血管內(nèi)皮細胞脂肪酸轉(zhuǎn)運、促進心臟血管生成、管徑增加外,還具有強大的抑制凋亡、促進細胞生存的作用(Zafar et al.,2017)。在血管內(nèi)皮和平滑肌細胞、心肌細胞及大腦皮層神經(jīng)元、視網(wǎng)膜神經(jīng)元等多種細胞,VEGFB均能顯著促進存活,抑制凋亡的發(fā)生(Falk et al.,2011;Zhang et al.,2014)。心衰時,骨骼肌VEGFB的表達如何改變,能否通過運動調(diào)節(jié)其表達,增強其抗凋亡的效應(yīng)進而改善骨骼肌萎縮,目前鮮見報道。
本研究以腹主動脈縮窄(abdominal aortic constriction,AAC)的大鼠為HFpEF模型,觀察運動對骨骼肌萎縮和凋亡的作用及骨骼肌VEGFB及其受體血管內(nèi)皮生長因子受體 1(vascular endothelial growth factor receptor 1,VEG?FR1)和其輔受體神經(jīng)纖毛蛋白 1(neuropilin?1,NRP1)表達的改變,探討VEGFB在運動改善心衰大鼠骨骼肌凋亡中的作用。
實驗動物選用清潔級雄性SD大鼠,購于北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司,實驗動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(京)2016?0006。動物分籠飼養(yǎng),室內(nèi)溫度為22℃±5℃,濕度為50%±10%,明暗交替周期為12 h,自由進食和飲水。所有飼料均由華阜康動物實驗飼料廠提供。VEGFB、NRP1、VEGFR1抗體購自 Abcam 公司(Cam?bridge,UK),脫氧核糖核苷酸末端轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的dUTP缺口末端標記法(terminal deoxyribouncleotidyl transferase?mediated dUTP nick?end labeling,TUNEL)試 劑 盒 購 自Roche公司(Basel,Switzerland)。實驗中所用其他試劑均為市售分析純試劑。
選取210 g健康雄性SD大鼠32只,適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后,隨機分成對照組(CON,n=8)和腹主動脈縮窄手術(shù)組(n=24),分別進行假手術(shù)和腹主動脈縮窄手術(shù)組,4周后,腹主動脈縮窄手術(shù)大鼠隨機分為腹主動脈縮窄手術(shù)安靜組(AAC,n=12)和腹主動脈縮窄手術(shù)運動組(AAC+E,n=12)。AAC+E組采用跑臺運動,第1周進行適應(yīng)性訓(xùn)練,從5 m/min、10 min/天、5天/周逐漸遞增至第1周末的12 m/min、40 min/天,5天/周,以后的負荷同第1周末負荷,訓(xùn)練干預(yù)4周。運動方案參考Souza等(2014)。每次訓(xùn)練在16:00—18:00進行,不使用聲、光、電等刺激手段。
腹主動脈縮窄術(shù)是模擬壓力后負荷誘導(dǎo)的心力衰竭模型。210 g雄性SD大鼠,適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。術(shù)前禁食24 h,1%戊巴比妥鈉麻醉,肋骨下緣0.5 cm處腹左側(cè)備皮,腹正中線旁0.5 cm處行2 cm左右切口,逐層分離皮下組織,進入腹腔。分離腸管,直到顯露后腹膜和左側(cè)腎臟,找到腹主動脈和腎動脈,于腎動脈上方分離腹主動脈,使用0.7 mm銀夾縮窄大鼠腹主動脈,恢復(fù)腸管和臟器的位置,滴入青霉素適量,逐層縫合切口;假手術(shù)組只打開腹腔,分離腹主動脈,不使用銀夾(Lu et al.,2015)。大鼠術(shù)后4周,出現(xiàn)心臟的代償性改變,在術(shù)后8周,出現(xiàn)失代償,發(fā)展為心力衰竭(奚曉青等,2016)。術(shù)后8周進行超聲心動測定,測定指標包括左心室質(zhì)量(LV mass)、左室舒張末期前壁厚度(left ventricular diastolic anterior wall thickness,LVAW d)、左室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular in?terval diameter at end?diastole,LVID d)、左室收縮末期內(nèi)徑(left ventricular interval diameter at end?systole,LVID s)增厚 ,左室縮短分數(shù)(left ventricular fraction shortening,LVFS)降低,左室射血分數(shù)(left ventricular ejection frac?tion,LVEF)降低但是仍大于50%,作為HFpEF成功模型。
大鼠末次運動結(jié)束24 h后,禁食過夜,自由飲水。稱重后麻醉,腹主動脈取血,分離心臟、比目魚肌和腓腸肌的白肌部分進行實驗。
測定前,腹腔注射1%戊巴比妥鈉(Sigma?Aldrich,St.Louis,MO,USA)麻醉,胸部備皮,仰臥位將其頭部及四肢固定在小動物超聲實時影像系統(tǒng)VEVO 2100(VisualSon?ics Inc,Toronto,Canada)測試板上,將探頭置于左前胸,與前正中線呈30°左右的夾角,顯示胸骨旁左室長軸切面;探頭順時針旋轉(zhuǎn)90°可顯示左室短軸切面圖像,取M型曲線,進行心功能測量。超聲心動圖測量指標包括:LVID d與 LVID s;LVAW d與后壁厚度(left ventricular diastolic posterior wall thickness,LVPW d);LVEF和LVFS。所有測量值均測量3個心動周期取平均值。
比目魚肌與腓腸肌均置于10%的多聚甲醛溶液中浸泡過夜,轉(zhuǎn)至20%蔗糖溶液中浸泡過夜,進行石蠟包埋,用于石蠟切片,切片厚度為5 μm。按照試劑盒流程進行:4%多聚甲醛室溫固定15 min,0.5%Triton X?100室溫孵育5 min,PBS洗滌3次,每次5 min。按1:9的比例避光混合TdT酶和熒光標記液,配置TUNEL檢測液。充分棄去各孔PBS,每孔加入TUNEL檢測液50 μL,37℃孵育60 min后加入DAPI復(fù)染5 min。PBS洗滌3次。熒光顯微鏡觀察和拍攝圖片。
采用天根動物組織總RNA提取試劑盒(TianGen Bio?tech,Beijing)提取骨骼肌總RNA,天根逆轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)(Tian?Gen Biotech,Beijing)進行逆轉(zhuǎn)錄。Real?time PCR反應(yīng)體積共 20 μL:Super Real Pre Mix Plus(SYBR Green)體系(TransGene Biotech,Beijing)15 μL,10 μmol/L 的上下游引物各0.5 μL,cDNA模板5 μL。所有引物均由生工生物工程(上海)股份有限公司(Shanghai,China)合成。進行94 ℃ 30 s,94 ℃ 5 s,60 ℃ 30 s,熱循環(huán) 40次。Real?time PCR于ABI Q6實時熒光定量PCR儀(Applied Biosystems,USA)上進行,以GAPDH作為內(nèi)參(表1)。
表1 Real-time PCR測定的基因表達引物序列Table1 The Primer Sequence of Genes Detected by Real-Time PCR
腓腸肌均置于10%的多聚甲醛溶液中浸泡過夜,轉(zhuǎn)至20%蔗糖溶液中浸泡過夜,進行石蠟包埋和切片,切片厚度為5 μm。染色流程:磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer sa?line,PBS)洗3次后,過氧化氫孵育5~10 min,消除內(nèi)源性過氧化物酶的活性。蒸餾水沖洗后,PBS浸泡5 min。經(jīng)10%山羊血清封閉后沖洗,分別滴加1:100 VEGFB、1:200VEGFR1和1:100NRP1一抗、1:500生物素標記二抗、適量辣根酶工作液37℃孵育10~30 min后,PBS沖洗,顯色劑顯色。VEGFB、VEGFR1和NRP1特異性染色為褐色。自來水沖洗,復(fù)染,脫水,透明,封片,觀察結(jié)果。隨機抽取各組動物比目魚肌和腓腸肌切片(n=3),在400倍視野下隨機觀察5個視野,確定VEGFB、VEGFR1和NRP1的表達變化。
實驗結(jié)果以平均值±標準差(M±SD)表示。數(shù)據(jù)采用Prism 5.0軟件進行單因素方差分析處理,P<0.05為有顯著性差異。
腹主動脈縮窄手術(shù)8周后,AAC大鼠心臟左心室質(zhì)量顯著高于CON組(P<0.05),心肌細胞橫截面積增大;與AAC組相比,4周跑臺運動顯著降低心衰大鼠心臟左心室質(zhì)量和心肌細胞橫截面積(P<0.05;圖1A~1C)。ANP和BNP是檢測心臟病理性重塑的重要分子指標,與對照組相比,AAC 大鼠 ANP(P<0.001;圖 1D)和 BNP(P<0.001;圖1E)的mRNA表達顯著升高,達10倍左右;與AAC組相比,跑臺運動顯著降低了ANP(P<0.01)和BNP(P<0.01)的mRNA相對表達(圖1D,圖1E)。
圖1 各組大鼠心臟質(zhì)量形態(tài)和心肌ANP和BNP表達的比較Figure 1. Heart Weight,Heart Morphology and the Comparison of Myocardium ANP,BNP mRNA Expression in Three Groups
腹主動脈縮窄手術(shù)8周后,與CON組相比,AAC大鼠LVAW d顯著增加(P<0.05;圖2B),LVPW d有增大的趨勢,差異不具有顯著性(圖2C),LVID d顯著增加(P<0.01;圖2E),LVID s顯著增加(P<0.001;圖2F),LVEF顯著降低(P<0.001;圖2D),但保留50%以上,LVFS顯著降低(P<0.01;圖2G),提示,腹主動脈縮窄手術(shù)誘導(dǎo)射血分數(shù)保留型心衰大鼠模型確立。4周跑臺運動干預(yù)后,與AAC組相比,AAC+E組LVAW d顯著降低(P<0.05),LVPW d顯著降低(P<0.05),LVID d顯著降低(P<0.05),LVID s顯著降低(P<0.05)。4周運動干預(yù)后,與AAC組相比,AAC+E組大鼠LVEF和LVFS有上升趨勢,差異不具有顯著性。
圖2 各組大鼠心臟超聲心動結(jié)果比較Figure 2. Comparison of Heart Echocardiography of Three Groups
腹主動脈縮窄手術(shù)8周后,與CON組相比,AAC大鼠腓腸肌和比目魚肌質(zhì)量顯著降低(P<0.05和P<0.05);與AAC組相比,4周有氧運動顯著增加AAC大鼠腓腸肌和比目魚肌質(zhì)量(P<0.05和P<0.05;圖3A、圖3B)。H.E.染色結(jié)果顯示,與CON組相比,AAC大鼠腓腸肌肌細胞核增多,肌纖維的規(guī)則排列被破壞,細胞形態(tài)趨于圓形化和邊緣多邊形態(tài),肌細胞間隙有膠原沉積和纖維化物質(zhì),細胞直徑差異增大(圖3C);與AAC組相比,4周有氧運動恢復(fù)了肌纖維的規(guī)則排布和減少了細胞核數(shù)量。與CON組相比,AAC大鼠比目魚肌肌纖維的規(guī)則排列被破壞,肌纖維筋膜間隙增大(圖3D);與AAC組相比,4周有氧運動顯著增加了比目魚肌質(zhì)量(P<0.05;圖3B),恢復(fù)了肌纖維的規(guī)則排布和肌纖維筋膜結(jié)構(gòu)(圖3D)。
圖3 各組大鼠腓腸肌和比目魚肌質(zhì)量和肌纖維結(jié)構(gòu)的比較Figure 3. The Gastrocnemius and Soleus Muscle Weight and Muscle Fiber Morphology Comparison of Three Groups
肌肉環(huán)指蛋白 1(muscle ring finger 1,MuRF1)和肌肉萎縮盒F蛋白(muscle atrophy F?box,MAFbx)/Atrogin?1是在骨骼肌中特異性表達的E3泛素連接酶。MSTN是肌肉質(zhì)量的負調(diào)控因子。本研究將它們作為骨骼肌萎縮的分子標志。實驗結(jié)果顯示,與對照組相比,AAC大鼠腓腸肌和比目魚肌MuRF1 mRNA相對表達顯著升高(P<0.001,P<0.001),升高倍數(shù)為3~5倍(圖4A、圖4D),腓腸肌MAFbx mRNA表達有增高的趨勢,無顯著性差異(圖4B),比目魚肌MAFbxmRNA相對表達顯著升高(P<0.05;圖4E),腓腸肌和比目魚肌MSTN mRNA相對表達量顯著升高(P<0.01和P<0.001;圖4C、圖4F);與AAC組相比,4周有氧運動顯著降低了腓腸肌和比目魚肌MuRF1的表達(P<0.01和P<0.001),腓腸肌MAFbx表達有下調(diào)趨勢,比目魚肌MAFbx顯著降低(P<0.05),腓腸肌和比目魚肌MSTN的相對表達量顯著降低(P<0.05,P<0.001)。
圖4 各組大鼠腓腸肌和比目魚肌萎縮分子指標的比較。Figure 4. The Comparison of Gastrocnemius and Soleus Muscle Atrophy Molecular Markers of Three Groups
與CON組相比,AAC大鼠腓腸肌Bax(P<0.001;圖5A)、caspase3(P<0.01;圖5D)mRNA表達顯著升高,Bax/Bcl2比值顯著增大(P<0.001;圖5C);與AAC組相比,4周有氧運動可以顯著抑制Bax(P<0.05)、caspase3(P<0.01)mRNA的表達和Bax/Bcl2比值(P<0.01)。
與CON組相比,AAC組比目魚肌Bax、Bcl2、caspase3 mRNA的表達和Bax/Bcl的比值差異均不具有顯著性,與AAC組相比,AAC+E組Bax、Bcl2和caspase3 mRNA的表達和Bax/Bcl的比值差異不具有顯著性(圖5E~圖5H)。
圖5 有氧運動對腓腸肌和比目魚肌凋亡分子標記Bax、Bcl2、Bax/Bcl2和caspase3 mRNA表達的影響Figure 5. The Effects of Aerobic Exercise on Gastrocnemius and Soleus Muscle Apoptosis Molecular Markers of Bax,Bcl2,Bax/Bcl2,and Caspase 3 mRNA Expression
本研究采用TUNEL檢測骨骼肌細胞凋亡的情況。TUNEL染色陽性凋亡細胞核為綠色,細胞核為藍色DAPI染色,從圖6可以看出AAC大鼠腓腸肌細胞凋亡顯著增加,綠色熒光較強;AAC+E組腓腸肌綠色熒光顯著減弱(圖6),提示,4周跑臺運動能顯著抑制腓腸肌肌細胞凋亡。
圖6 各組大鼠腓腸肌TUNEL染色的比較(400×)Figure 6. Three Groups Gastrocnemius Muscle TUNEL Staining Comparison(400×)
與CON組相比,AAC大鼠腓腸肌和比目魚肌VEG?FB mRNA相對表達量顯著降低(P<0.01,P<0.01);4周的跑臺運動顯著增加了心衰大鼠腓腸肌和比目魚肌VEGFB mRNA相對表達(P<0.001和P<0.001;圖7A、圖7D)。與CON組相比,AAC大鼠腓腸肌和比目魚肌VEG?FR1 mRNA表達無顯著變化;與AAC組相比,AAC+E組腓腸肌和比目魚肌VEGFR1(圖7B、圖7E)mRNA的表達水平顯著上調(diào)(P<0.01)。無論是腓腸肌還是比目魚肌,3組間NRP1表達均無顯著性差異(圖7C、圖7F)。免疫組化結(jié)果提示,跑臺運動顯著上調(diào)腓腸肌VEGFB和VEG?FR1蛋白表達水平(圖8A、圖8B)。
圖7 運動促進AAC大鼠腓腸肌和比目魚肌VEGFB及其受體VEGFR1,NRP1 mRNA的表達Figure 7. Exercise Promoted AAC Rats Gastrocnemius and Soleus Muscle VEGFB and Its Receptor VEGFR1,NRP1 Expression
圖8 運動促進腓腸肌VEGFB及其受體VEGFR1蛋白的表達,免疫組化結(jié)果Figure8.Exercise Promoted Gastrocnemius Muscle VEGFB andIts Receptor VEGFR1 Protein Expression of ImmunohistochemicalStaining
臨床研究發(fā)現(xiàn),心力衰竭患者骨骼肌出現(xiàn)明顯萎縮,大約2/3的心力衰竭患者腓腸肌質(zhì)量顯著降低(Kennel et al.,2015),骨骼肌萎縮是心力衰竭病人死亡的獨立風險因素(Fearon et al.,2013)。本研究利用腹主動脈縮窄8周誘導(dǎo)的HFpEF模型,大鼠心質(zhì)量增加,左室壁厚度增加,左室舒張和收縮功能均降低,射血分數(shù)保留50%以上,模型指標符合HFpEF表現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)AAC大鼠比目魚肌和腓腸肌質(zhì)量均出現(xiàn)顯著下降,肌細胞圓形化和小角化,骨骼肌萎縮的多個分子標志基因,MuRF1、MAFbx和MSTN的表達在骨骼肌均顯著上調(diào),與Mangner等(2015)和Cunha等(2012)結(jié)果一致,提示,AAC誘導(dǎo)的心衰大鼠出現(xiàn)了顯著的骨骼肌萎縮。
心力衰竭時,多種機制誘導(dǎo)了骨骼肌萎縮的發(fā)生。心衰時骨骼肌毛細血管密度下降,血管內(nèi)皮功能下降,導(dǎo)致骨骼肌血液灌注量下降(Okita et al.,2013);機體的炎癥水平升高,多種炎癥因子如IL?1、IL?6和TNF?α水平顯著升高(Suthahar et al.,2018);氧化應(yīng)激系統(tǒng)過度激活,活性氧大量生成(Dey et al.,2018),這些因素共同作用、彼此疊加,誘導(dǎo)骨骼肌凋亡發(fā)生,進一步加重肌肉萎縮,促進心源性惡病質(zhì)的發(fā)展。在心力衰竭患者和心衰動物模型中均發(fā)現(xiàn)骨骼肌細胞的程序性死亡,線粒體色素C氧化酶的釋放、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3和9的激活(Fu?jita et al.,2015;Vescovo et al.,2006)。骨骼肌細胞凋亡是心力衰竭時肌肉萎縮的重要機制。本研究也發(fā)現(xiàn),心衰大鼠腓腸肌Bax/Bcl2比值顯著升高,TUNEL染色顯著增強,提示,腓腸肌細胞凋亡顯著增強。但在慢肌纖維為主的比目魚肌卻未發(fā)現(xiàn)顯著的凋亡增加,提示,心衰時快肌纖維更易于發(fā)生凋亡。
運動是改善心衰時骨骼肌萎縮有效的防治手段之一,Lenk等(2012)對12名心衰患者的運動干預(yù)發(fā)現(xiàn),骨骼肌MSTN分泌顯著降低,心衰誘導(dǎo)的骨骼肌萎縮得到顯著改善。Souza等(2014)在升主動脈縮窄18周的Wi?star大鼠,進行10周有氧運動干預(yù)發(fā)現(xiàn),比目魚肌肌肉萎縮明顯改善,萎縮標志分子MuRF?1和MAFbX表達顯著降低。本研究結(jié)果同樣證實中小強度的跑臺運動后,大鼠比目魚肌和腓腸肌質(zhì)量恢復(fù),萎縮減輕,萎縮的分子標志基因表達均顯著降低,提示,運動有效抑制了AAC誘導(dǎo)的骨骼肌萎縮。同時,雖然運動顯著地改善AAC誘導(dǎo)的心臟重塑,但未對心功能有顯著的改善作用,運動后心臟的射血分數(shù)并沒有顯著升高,該結(jié)果與多篇報道一致(Bhella et al.,2011;Haykowsky et al.,2012;Tucker et al.,2018;Upadhya et al.,2015),提示,運動改善HEpEF的骨骼肌萎縮并不是通過“中心機制”,即不是通過改善心功能實現(xiàn)的。運動可能是通過“外周機制”,即直接作用于骨骼肌本身,發(fā)揮其抗萎縮效應(yīng)。
運動對細胞凋亡的效應(yīng)是明確的,有氧運動可以抑制神經(jīng)細胞caspase3、Bax的表達,表現(xiàn)出強大的抗凋亡作用(Jang et al.,2018;Terashi et al.,2019);運動可以改善腫瘤化療引起的肌肉萎縮,抑制肌細胞凋亡(Park et al.,2019),抑制衰老引起的骨骼肌細胞凋亡(Dethlefsen et al.,2018;Marzetti et al.,2008)。目前,關(guān)于運動抗心衰時骨骼肌凋亡的研究尚未見報道。本研究證實,中小強度跑臺運動顯著下調(diào)了腓腸肌Bax/Bcl2的比值,TUNEL染色陽性顯著減少,提示,骨骼肌凋亡顯著減輕。
運動抑制骨骼肌凋亡的機制,有研究報道運動可通過調(diào)節(jié)骨骼肌中 MSTN(Lenk et al.,2012)、ghrelin(Tsub?ouchi et al.,2014)、白介素-6(Nunes et al.,2013)和脂聯(lián)素(Krause et al.,2008)等肌肉因子的表達、合成和分泌,減輕骨骼肌的萎縮。
VEGFB是VEGF家族成員之一,在體內(nèi)代謝性旺盛的組織和細胞大量表達,有著豐富的生物學(xué)功能,主要表現(xiàn)在促進內(nèi)皮細胞脂質(zhì)攝入、促進心臟血管生成、管徑增加等作用(馬謹?shù)龋?015)。有研究證實,VEGFB具有強大的抑制凋亡、促進細胞生存的作用。有文獻報道,VEG?FB 在 心 肌 細 胞(Huusko et al.,2012;Karpanen et al.,2008)、內(nèi)皮細胞(Bry et al.,2010;Li et al.,2008)、神經(jīng)細胞(Arjunan et al.,2018;Falk et al.,2011;Huang et al.,2016;Poesen et al.,2008)均可發(fā)揮抑制細胞凋亡的作用。
心梗模型和主動脈縮窄誘導(dǎo)的心力衰竭模型的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),血漿 VEGF?B 顯著下降(Huusko et al.,2012;Zhao et al.,2013)。在本實驗中,AAC大鼠VEGFB比目魚肌和腓腸肌mRNA表達和蛋白水平顯著降低,與骨骼肌細胞凋亡增加相關(guān),提示,VEGFB在心衰時骨骼肌病變中有重要的病理生理意義。
VEGFB及其受體在骨骼肌中大量表達,運動對VEG?FB表達有顯著的促進作用。研究提示,單次運動后骨骼肌(Bailey et al.,2006)VEGFB的受體VEGFR1的表達水平顯著上調(diào)。12周齡小鼠在進行3周自由跑輪運動后,與對照組相比,骨骼肌VEGFB和PGC1α mRNA表達水平顯著升高(Bostr?m et al.,2012)。同時,一項在糖尿病小鼠的運動干預(yù)實驗的研究報道顯示,腓腸肌中VEGFB在單次運動后只有上升的趨勢,差異不具有顯著性(P=0.08)(Kivel? et al.,2008)。目前鮮見關(guān)于運動對心力衰竭大鼠骨骼肌VEGFB表達的影響研究。本研究發(fā)現(xiàn),4周的跑臺運動顯著上調(diào)了腓腸肌VEGFB的mRNA和蛋白的表達水平,尤其是運動對骨骼肌中VEGFR1受體的促進作用更為明顯,這與前期關(guān)于跑臺運動促進高脂飲食喂養(yǎng)的肥胖小鼠比目魚肌VEGFR1表達的研究結(jié)果一致(張靚等,2017),但VEGFB作用的輔受體NRP1并未見顯著改變,提示,VEGFB及其受體VEGFR1可能是運動抑制心衰大鼠骨骼肌凋亡的分子靶點之一。
4周的跑臺運動顯著提高了心衰大鼠骨骼肌質(zhì)量,改善腓腸肌和比目魚萎縮,顯著抑制腓腸肌凋亡,VEGFB及其受體VEGFR1的mRNA和蛋白表達顯著上調(diào),提示,VEGFB及其受體VEGFR1可能參與了運動抑制心衰時骨骼肌萎縮和凋亡的過程。