短鏈?；o酶A脫氫酶在大鼠心臟發(fā)育中的表達(dá)及其與心肌肥厚的關(guān)系*

周四桂， 王 平， 路 遙， 袁 茜， 臧林泉， 楊智承， 徐立朋

( 1廣東藥學(xué)院臨床藥學(xué)系，廣東 廣州 510006；2暨南大學(xué)藥學(xué)院新藥研究所，廣東 廣州 510632；3深圳市藥品檢驗(yàn)所, 廣東 深圳 518029； 4中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)八年制2007級(jí)，廣東 廣州 510080)

短鏈?；o酶A脫氫酶在大鼠心臟發(fā)育中的表達(dá)及其與心肌肥厚的關(guān)系*

周四桂1， 王 平3， 路 遙4， 袁 茜4， 臧林泉1， 楊智承1， 徐立朋2△

(1廣東藥學(xué)院臨床藥學(xué)系，廣東 廣州 510006；2暨南大學(xué)藥學(xué)院新藥研究所，廣東 廣州 510632；3深圳市藥品檢驗(yàn)所, 廣東 深圳 518029；4中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)八年制2007級(jí)，廣東 廣州 510080)

目的研究大鼠心臟發(fā)育過程中短鏈酰基輔酶A脫氫酶(short-chain acyl-CoA dehydrogenase, SCAD)的表達(dá)變化規(guī)律，并探討其與高血壓大鼠心肌肥厚的關(guān)系。方法觀察不同時(shí)期Wistar大鼠和不同周齡自發(fā)性高血壓大鼠心肌組織的SCAD蛋白表達(dá)及酶活性變化，檢測(cè)大鼠的血清和心肌游離脂肪酸含量。結(jié)果與胚胎期19 d Wistar大鼠組比較，出生后1 d、2周、6周及16周齡Wistar大鼠組心肌的SCAD蛋白表達(dá)及酶活性增加，血清和心肌游離脂肪酸含量明顯減少，二者之間呈負(fù)相關(guān)，其中，從2周齡Wistar大鼠組開始差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與周齡匹配的WKY大鼠組比較，2周齡自發(fā)性高血壓大鼠組收縮壓尚未升高，6周齡及16周齡自發(fā)性高血壓大鼠組收縮壓顯著增高；各時(shí)點(diǎn)自發(fā)性高血壓大鼠組的左室重量指數(shù)均明顯增高，提示自發(fā)性高血壓大鼠在血壓升高之前，已經(jīng)發(fā)生了明顯的心肌肥厚。與周齡匹配的WKY大鼠組比較，2周、6周及16周齡自發(fā)性高血壓大鼠組心肌的SCAD蛋白表達(dá)及酶活性明顯下降，血清和心肌游離脂肪酸含量明顯增加，呈顯著負(fù)相關(guān)。結(jié)論(1)SCAD蛋白表達(dá)隨大鼠心臟的生長(zhǎng)發(fā)育逐漸上調(diào)，可能與心臟對(duì)脂肪酸的利用增加密切相關(guān)。(2)SCAD的蛋白表達(dá)及其酶活性顯著下降, 可能是導(dǎo)致自發(fā)性高血壓大鼠肥厚心肌能量代謝“胚胎型再演”的分子基礎(chǔ)。

短鏈?；o酶A脫氫酶； 心臟發(fā)育； 脂肪酸氧化； 心肌肥厚

哺乳動(dòng)物胚胎期心臟主要以葡萄糖和乳酸作為能源,出生后則為以脂肪酸氧化為主；但在病理性心肌肥厚時(shí)脂肪酸氧化降低,糖酵解增加,心肌能量代謝發(fā)生“胚胎型轉(zhuǎn)換”[1-3]。雖然葡萄糖氧化耗氧量少,但其產(chǎn)生的能量遠(yuǎn)低于脂肪酸氧化,終將導(dǎo)致心肌能源的匱乏。探討這一轉(zhuǎn)換的發(fā)生機(jī)制, 對(duì)阻遏心力衰竭病理生理的惡性循環(huán)具有重要意義。生理情況下,進(jìn)入線粒體的?；o酶A在相應(yīng)的脫氫酶作用下脫氫,開始脂肪酸β氧化循環(huán),從而產(chǎn)生大量能量,供給心肌需要[4-5]。短鏈?；o酶A脫氫酶(short-chain acyl-CoA dehydrogenase, SCAD)是?；o酶A 脫氫酶家族中的一員,特異性地分解短鏈?；o酶A底物，是脂肪酸β氧化的第一個(gè)限速步驟, 是脂肪酸氧化的關(guān)鍵酶[6]。我們采用差異凝膠電泳(difference gel electrophoresis, DIGE)技術(shù)比較了16周齡自發(fā)性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats, SHR)和血壓正常大鼠的心肌蛋白質(zhì)組，首次發(fā)現(xiàn)SCAD在SHR肥厚心肌中的表達(dá)顯著降低[7]。本研究從大鼠心臟不同發(fā)育階段觀察心臟SCAD的表達(dá)及其酶活性變化，并進(jìn)一步采用不同周齡的SHR進(jìn)行驗(yàn)證，從而探討SCAD在心肌肥厚中的可能作用。

材 料 和 方 法

1材料

1.1主要試劑 游離脂肪酸測(cè)定試劑盒購(gòu)自南京建成生物研究所；丁酰輔酶A購(gòu)自Promega；電子轉(zhuǎn)移黃素蛋白購(gòu)自Sigma；α-tubulin 抗體(T6074) 購(gòu)自Sigma；SCAD抗體(3539-100) 購(gòu)自Biovision。

1.2動(dòng)物 健康雄性10周齡Wistar大鼠25只,雌性10周齡Wistar大鼠50只,用于大鼠交配。健康雄性2周、6周及16周齡Wistar大鼠各8只，以上動(dòng)物均購(gòu)于廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。健康雄性2周、6周及16周齡WKY大鼠和SHR各8只，購(gòu)于上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司，用于心肌肥厚的實(shí)驗(yàn)研究。大鼠按常規(guī)方法交配獲取孕鼠, 清晨見脫落陰栓視為胚胎0 d,出生當(dāng)天視為出生1 d。胚胎期19 d時(shí)，在乙醚麻醉下切開孕鼠腹壁剖宮取出胎鼠，共取32只，斷頭取全血后，于解剖顯微鏡下分離出胚胎心臟，將同一時(shí)點(diǎn)4只胎鼠的樣本合并。16只出生后1 d的新生鼠斷頭取全血后，取出心臟分離出心室，將同一時(shí)點(diǎn)2只新生鼠的樣本合并，以上合并的樣本均用于檢測(cè)SCAD的蛋白表達(dá)、酶活性及游離脂肪酸的含量。2周、6周及16周齡大鼠的心臟取出后，分離出左心室，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究。

2方法

2.1大鼠收縮壓及左室重量指數(shù)的測(cè)定 采用NIBP的無(wú)創(chuàng)血壓心率測(cè)定儀，連續(xù)測(cè)量3次, 每次間隔約1 min, 以其均值作為收縮壓。腹腔注射3%戊巴比妥鈉(45 mg/kg)麻醉大鼠,迅速打開胸腔,用預(yù)冷的生理鹽水充分灌注，取出心臟，濾紙吸干，電子天平稱取心臟重量。沿房室環(huán)剪去大血管、心房及右室游離壁，將余下的室間隔、左心室游離壁作為左心室重量。左心室重量與體重的比值作為左室重量指數(shù)。用于病理檢測(cè)的心臟經(jīng)生理鹽水灌注后，繼續(xù)灌以4%多聚甲醛(pH 7.4)，并置于4%多聚甲醛中固定。用于SCAD蛋白及酶活性檢測(cè)的心臟立即置于液氮中保存。

2.2血清和心肌游離脂肪酸的含量測(cè)定 生理鹽水灌注大鼠后，開腹暴露門靜脈，立即用10 mL注射器從門靜脈處穿刺取血，每只大鼠取血約5 mL。把注射器針頭拔去后推針將血轉(zhuǎn)移至干凈玻璃離心管中。3 500 r/min離心10 min，小心收集血清并分裝至EP管中，-80 ℃超低溫冰箱保存血清。嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行游離脂肪酸濃度的測(cè)定, 根據(jù)吸光率計(jì)算血清和心肌勻漿中游離脂肪酸的含量(單位: nmol/L)。

2.3SCAD活性的檢測(cè) 心肌組織稱重后加入勻漿液[50 mmol/L Tris-HCl, 2 mmol/L EDTA, pH 8.0, 0.25% 蘆布若爾(lubrol)去污劑]，冰上放置，用機(jī)械勻漿器間歇?jiǎng)驖{組織塊，靜置于冰上裂解15 min，取上清用BCA蛋白定量試劑盒定量蛋白。參照文獻(xiàn)中的方法[8-9]，酶活性檢測(cè)采用厭氧性電子轉(zhuǎn)移黃素蛋白熒光還原分析法。組織上清液和電子轉(zhuǎn)移黃素蛋白共同孵育在密閉的石英比色皿中，加入25 μmol/L丁酰輔酶A開始反應(yīng)。應(yīng)用熒光分光光度計(jì)觀察電子轉(zhuǎn)移黃素蛋白的熒光減少60 s，將每分鐘內(nèi)使電子轉(zhuǎn)移黃素蛋白完全減少1 nmol所需的酶量表示為1 mU，酶活性以U/(g protein)表示。

2.4Western blotting檢測(cè)心肌SCAD蛋白的表達(dá) 配制12% SDS-PAGE分離膠和5% 積層膠, 每孔加入40 μg 蛋白樣品, 置電泳緩沖液中, 60 V 電泳約30 min,待樣品進(jìn)入分離膠后, 120 V 電泳至所需時(shí)間。將蛋白轉(zhuǎn)印至PVDF 膜, 用5% 脫脂奶粉于室溫封閉2 h, 分別加Ⅰ抗 [SCAD抗體(1∶1 000)；α-tubulin 抗體(1∶2 000)]。4 ℃孵育過夜,次日TBST洗膜3次,每次5 min, 再加相應(yīng)Ⅱ抗室溫孵育1 h, 發(fā)光劑孵育6 min, 曝光、顯影、定影, 結(jié)果用Labwork凝膠圖像分析系統(tǒng)對(duì)條帶進(jìn)行分析。

3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 13.0 統(tǒng)計(jì)軟件分析處理，數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示。多組結(jié)果比較采用單因素方差分析及Dunnettt檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1不同時(shí)期Wistar大鼠心臟組織SCAD的蛋白表達(dá)及酶活性變化

由圖1、2可見，SCAD在Wistar大鼠各時(shí)點(diǎn)心肌組織中均有表達(dá),其中胚胎期19 d處于低表達(dá)狀態(tài)。隨日齡增加，SCAD蛋白表達(dá)及其酶活性均有逐漸增加的趨勢(shì)。與胚胎期19 d大鼠相比，從2周齡Wistar大鼠開始差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2不同時(shí)期Wistar大鼠血清和心肌游離脂肪酸含量的變化

由圖3可見，與胚胎19 d相比，出生后1 d、2周、6周及16周齡大鼠血清和心肌游離脂肪酸含量降低，從2周齡開始差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這表明Wistar大鼠出生后心肌SCAD蛋白表達(dá)及酶活性的增加，可能導(dǎo)致了心肌脂肪酸β氧化能力增強(qiáng)，從而引起血清和心肌游離脂肪酸含量的下降。

Figure 1. Protein expression of SCAD in myocardium of Wistar rats during the heart development. E19: embryonic day 19; P1: postnatal day 1; 2 weeks: 2 weeks old; 6 weeks: 6 weeks old; 16 weeks: 16 weeks old. Mean±SD.n=8.*P<0.05vsE19.

圖1Wistar大鼠不同發(fā)育時(shí)期心肌SCAD蛋白表達(dá)的變化

Figure 2. The activity of SCAD in myocardium of Wistar rats during the heart development. E19: embryonic day 19; P1: postnatal day 1; 2 weeks: 2 weeks old; 6 weeks: 6 weeks old; 16 weeks: 16 weeks old. Mean±SD.n=8.*P< 0.05vsE19.

圖2Wistar大鼠不同發(fā)育時(shí)期心肌SCAD酶活性的變化

Figure 3. Content of free fatty acids in serum and myocardium of Wistar rats during the heart development. E19: embryonic day 19; P1: postnatal day 1; 2 weeks: 2 weeks old; 6 weeks: 6 weeks old; 16 weeks: 16 wees old. Mean±SD.n=8.*P< 0.05vsE19.

圖3Wistar大鼠不同發(fā)育時(shí)期血清和心肌游離脂肪酸含量的變化

3SHR血壓及左室重量指數(shù)的變化

由表1可見，與周齡匹配的WKY大鼠組相比較，各時(shí)點(diǎn)SHR的體重呈漸進(jìn)性增長(zhǎng)，且均低于周齡匹配的WKY大鼠，差異無(wú)顯著，這可能是遺傳因素影響了未成年大鼠的生長(zhǎng)發(fā)育。與周齡匹配的WKY大鼠組相比較，2周齡SHR的收縮壓尚未升高，6周齡SHR的收縮壓已明顯高于對(duì)照組，16周齡SHR的收縮壓進(jìn)一步增高，與對(duì)照組相比，差異顯著。與周齡匹配的WKY大鼠組相比較，各時(shí)點(diǎn)SHR的左心室重量均增加，左室重量指數(shù)[left ventricular weight (LVW)/body weight (BW)]均明顯增高，差異顯著，提示SHR在血壓升高之前，已經(jīng)發(fā)生了明顯的心肌肥厚。

表1各組大鼠收縮壓及左室重量指數(shù)的比較

Table 1. Comparison of the systolic blood pressure and left ventricular mass index of rats (mean±SD.n=8)

GroupSBP(mmHg)BW(g)LVW(mg)LVW/BW(mg/g)WKY2weeks108±935.4±2.170.0±6.31.92±0.22SHR2weeks115±1127.2±1.679.2±5.82.91±0.24*WKY6weeks113±10145±17273±321.88±0.19SHR6weeks161±13*119±14*352±40*2.96±0.22*WKY16weeks126±11358±40705±711.97±0.21SHR16weeks203±19*320±28998±89*3.12±0.26*

WKY: Wistar-Kyoto rats; SHR: spontaneously hypertensive rats; SBP: systolic blood pressure; BW: body weight; LVW: left ventricular weight.*P< 0.05vsage-matched WKY rats.

4SHR左心室SCAD的蛋白表達(dá)及酶活性變化

由圖4、5可見，與周齡匹配的WKY大鼠組相比較，各時(shí)點(diǎn)SHR組心肌的SCAD蛋白表達(dá)均明顯下調(diào)，SCAD酶活性也顯著下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明SCAD的蛋白表達(dá)下調(diào)，可能導(dǎo)致了酶活性的下降。此外，2周齡的SHR在血壓升高之前，SCAD的蛋白表達(dá)已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的下調(diào)，表明SCAD在SHR中的表達(dá)變化并不是長(zhǎng)期高血壓引起的適應(yīng)性反應(yīng)。

5SHR血清和心肌游離脂肪酸含量的變化

由圖6可見，與周齡匹配的WKY大鼠組相比較，各時(shí)點(diǎn)SHR組血清和心肌的游離脂肪酸含量均明顯增加，表明SHR心肌的SCAD蛋白表達(dá)及酶活性下降，可能導(dǎo)致了心肌脂肪酸β氧化能力下降，從而引起血清和心肌游離脂肪酸含量的增加。

6SCAD蛋白表達(dá)水平與血清、心肌游離脂肪酸含量、左室重量指數(shù)的相關(guān)性分析

經(jīng)Pearson 相關(guān)分析，隨日齡增加，Wistar大鼠心肌組織SCAD蛋白表達(dá)逐漸增高，而血清和心肌游離脂肪酸含量則呈逐漸減少的趨勢(shì),二者之間呈負(fù)相關(guān)[與血清游離脂肪酸含量之間的相關(guān)系數(shù)r=-0.924(P<0.05)；與心肌游離脂肪酸含量之間的相關(guān)系數(shù)r=-0.931(P<0.05)]。不同周齡SHR的心肌組織SCAD蛋白表達(dá)明顯下調(diào)，而血清、心肌游離脂肪酸含量和左室重量指數(shù)則明顯增高，與血清游離脂肪酸含量之間的相關(guān)系數(shù)r=-0.963(P<0.01),與心肌游離脂肪酸含量之間的相關(guān)系數(shù)r=-0.975(P<0.01)，與左室重量指數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)r=-0.965 (P<0.01),均呈顯著負(fù)相關(guān)。

Figure 4. Protein expression of SCAD in myocardium of rats. WKY: Wistar-Kyoto rats; SHR: spontaneously hypertensive rats. Mean±SD.n=8.*P< 0.05vsage-matched WKY rats.

圖4大鼠心肌組織SCAD蛋白表達(dá)的變化

Figure 5. The activity of SCAD in myocardium of rats. WKY: Wistar-Kyoto rats; SHR: spontaneously hypertensive rats. Mean±SD.n=8.*P< 0.05vsage-matched WKY rats.

圖5大鼠心肌組織SCAD酶活性的變化

Figure 6. Content of free fatty acids in serum and myocardium of rats. WKY: Wistar-Kyoto rats; SHR: spontaneously hypertensive rats. Mean±SD.n=8.*P<0.05vsage-matched WKY rats.

圖6大鼠血清和心肌游離脂肪酸含量的變化

討 論

哺乳動(dòng)物心臟從蠕動(dòng)收縮的管狀結(jié)構(gòu)發(fā)育到自主收縮的成熟心臟是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，基因表達(dá)的時(shí)空性改變?cè)谛呐K發(fā)育過程中起著重要作用。大鼠胚胎是胚胎發(fā)育研究領(lǐng)域被廣泛采用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,目前國(guó)內(nèi)外研究胚胎心臟的發(fā)育時(shí)期絕大多數(shù)集中在胚胎期11 d以后[10]。在胚胎12 d, 心臟已形成原始的心房與心室,此后心臟開始分割, 房室間隔、瓣膜開始形成；胚胎15 d時(shí),心臟分割已基本完成,具備四腔結(jié)構(gòu),心臟面臨一系列的重構(gòu)與完善；胚胎19 d時(shí)，心臟已基本發(fā)育成熟[11]，故本實(shí)驗(yàn)選取胚胎期19 d的心臟進(jìn)行觀察。此外，本研究還選取了新生期大鼠(出生后1 d)、幼年期大鼠(出生后1～4周)、青年期大鼠(出生后5～7周)以及成年期大鼠(出生后8～38周)的心臟進(jìn)行對(duì)比，檢測(cè)SCAD的蛋白表達(dá)及其酶活性變化,以探討SCAD與心臟發(fā)育的關(guān)系。我們的研究結(jié)果顯示，SCAD在Wistar大鼠各時(shí)點(diǎn)心臟組織中均有表達(dá),其中胚胎期19 d處于低表達(dá)狀態(tài)。隨日齡增加，SCAD蛋白表達(dá)及其酶活性均有逐漸增加的趨勢(shì)，提示SCAD的表達(dá)具有年齡依賴性，與大鼠心臟發(fā)育密切相關(guān)。隨著時(shí)間的推移, Wistar大鼠血清和心肌游離脂肪酸含量則呈逐漸減少的趨勢(shì), 二者之間呈負(fù)相關(guān), 表明Wistar大鼠出生后心肌SCAD蛋白表達(dá)及酶活性的增加可能導(dǎo)致了心肌脂肪酸β氧化能力增強(qiáng)，從而引起血清和心肌游離脂肪酸含量的下降。

研究證實(shí)，胚胎時(shí)心肌處于一個(gè)相對(duì)缺氧的環(huán)境,其能量底物來源于耗氧量較少的葡萄糖和乳酸代謝,出生后由于哺乳動(dòng)物的飲食含有高脂肪的奶酪,使主要能量底物迅速轉(zhuǎn)為脂肪酸,相應(yīng)伴有編碼脂肪酸氧化酶的基因表達(dá)急劇增加[1-2]。SCAD 是高度保守的?；o酶A 脫氫酶家族成員之一,參與催化脂肪酸β氧化的第一步反應(yīng)。本研究觀察到SCAD蛋白表達(dá)隨年齡變化逐漸增加，且血清和心肌游離脂肪酸含量逐漸減少，可能與大鼠心肌對(duì)能量代謝底物的利用轉(zhuǎn)變有關(guān)。因此,SCAD的表達(dá)變化不僅與心臟生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān), 對(duì)于維持出生后成熟心臟的能量代謝亦起到重要作用，其機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

Swynghedauw[12]把機(jī)械刺激或壓力負(fù)荷下誘導(dǎo)激活的胚胎基因分為4 類: 正常成熟心室肌不表達(dá)的基因的再表達(dá)；在胚胎階段不表達(dá)或基本不表達(dá)的基因的再表達(dá)；在心肌重塑過程中被激活的凋亡相關(guān)基因, 它們發(fā)出吞噬信號(hào), 以清除錯(cuò)位或死亡細(xì)胞；最新研究發(fā)現(xiàn)的被激活的心臟原有或募集的干細(xì)胞等。胚胎基因激活可能使得心肌細(xì)胞體積增大所需的蛋白質(zhì)合成增加, 并滿足這些肥大細(xì)胞的能量需要。我們采用DIGE技術(shù)比較了16周齡SHR和血壓正常大鼠的心肌蛋白質(zhì)組，首次發(fā)現(xiàn)了SCAD在SHR肥厚心肌中的表達(dá)顯著降低[7]，本研究進(jìn)一步采用2周、6周及16周齡的SHR對(duì)SCAD的功能進(jìn)行驗(yàn)證。2周齡SHR的收縮壓尚未升高，6周齡及16周齡SHR的收縮壓顯著增高；各時(shí)點(diǎn)SHR的左室重量指數(shù)均明顯增高，提示SHR在高血壓形成之前，已經(jīng)發(fā)生了明顯的心肌肥厚，與文獻(xiàn)中的報(bào)道一致[13]，這可能是由SHR的遺傳因素所決定。本研究結(jié)果顯示，2周、6周及16周齡SHR發(fā)生左心室肥厚的同時(shí)，心肌組織的SCAD均呈低表達(dá)狀態(tài)，與SHR的左室重量指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，表明SCAD在SHR中的表達(dá)變化，并不是長(zhǎng)期高血壓引起的適應(yīng)性反應(yīng)，可能是遺傳變化誘導(dǎo)激活了胚胎階段不表達(dá)或基本不表達(dá)的基因表達(dá)模式。與SCAD蛋白表達(dá)變化一致的是，SCAD酶活性也顯著下降，血清和心肌游離脂肪酸含量均明顯增加，二者之間呈負(fù)相關(guān)，表明SHR的心肌SCAD蛋白表達(dá)及酶活性下降，可能導(dǎo)致了心肌脂肪酸β氧化能力下降，肥厚心肌脂肪酸利用減少,從而引起血清和心肌游離脂肪酸含量的增加。

最初,肥厚心肌線粒體的脂肪酸氧化能力下調(diào)是為了減少氧耗,然而這一代謝模式的轉(zhuǎn)變最終不適應(yīng)機(jī)體的需要，會(huì)導(dǎo)致病理性心肌重構(gòu)和心力衰竭的發(fā)生,如先天性脂肪酸氧化酶缺陷的嬰兒[14-15]。本研究結(jié)果表明，SCAD的表達(dá)下調(diào)與能量代謝底物的利用改變相一致，其表達(dá)下調(diào)可能是肥厚心肌能量代謝“胚胎型再演”的分子基礎(chǔ)。因此，進(jìn)一步深入研究SCAD的胚胎基因再編程將有助于闡明心肌肥厚的分子機(jī)制,有可能為心肌肥厚、心力衰竭等疾病治療提供一條有效的途徑, 有助于找到可能的藥物干預(yù)靶點(diǎn), 也將為基因治療奠定理論基礎(chǔ)。

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Expressionofshort-chainacyl-CoAdehydrogenaseduringheartdevelopmentinratsandrelationshipwithcardiachypertrophy

ZHOU Si-gui1, WANG Ping3, LU Yao4, YUAN Xi4, ZANG Lin-quan1, YANG Zhi-cheng1, XU Li-peng2

(1DepartmentofClinicalPharmacy,GuangdongPharmaceuticalUniversity,Guangzhou510006,China;2InstituteofNewDrugResearch,CollegeofPharmacy,JinanUniversity,Guangzhou510632,China;3ShenzhenInstituteforDrugControl,Shenzhen518029,China;4Grade2007,DepartmentofEight-YearClinicalMedicine,ZhongshanSchoolofMedicine,SunYat-senUniversity,Guangzhou510080,China.E-mail:xulipeng2000@sohu.com)

AIM: To investigate the expression of short-chain acyl-CoA dehydrogenase during the heart deve-lopment in rats and to analyze the relationship between short-chain acyl-CoA dehydrogenase and cardiac hypertrophy in spontaneously hypertensive rats (SHR).METHODSThe expression and activity of short-chain acyl-CoA dehydrogenase in the hearts of Wistar rats with different ages were measured. Free fatty acids in serum and cardiac muscles were also determined.RESULTSCompared with the fetal rats of 19 d, the expression and activity of short-chain acyl-CoA dehydrogenase in the postnatal rats of 1 d, 2 weeks, 6 weeks and 16 weeks were increased, and free fatty acids in the serum and myocardium were obviously decreased. The difference began in evidence from the age of 2 weeks. The expression of short-chain acyl-CoA dehydrogenase was significantly up-regulated with negative correlation to free fatty acids in the serum and myocardium during heart development. Systolic blood pressure was similar in 2-week-old SHR and WKY rats, which significantly increased in SHR of 6 weeks and 16 weeks old compared with the age-matched WKY rats. The ratio of left ventricular weight to body weight was markedly elevated in SHR of 2 weeks, 6 weeks and 16 weeks old compared with the age-matched WKY rats, indicating that the appearance of cardiac hypertrophy occurred before the development of hypertension in SHR. Compared with the age-matched WKY rats, the expression and activity of short-chain acyl-CoA dehydrogenase were decreased and free fatty acids in the serum and myocardium were obviously higher in SHR. The expression of short-chain acyl-CoA dehydrogenase was significantly down-regulated with a negative correlation to free fatty acids in the serum and myocardium of SHR.CONCLUSIONThe expression of short-chain acyl-CoA dehydrogenase is increased during the heart development, which may be associated with the increase in cardiac fatty acid utilization. The down-regulated expression of short-chain acyl-CoA dehydrogenase in the hypertrophic heart may be responsible for the recapitulation of fetal energy metabolism.

Short-chain acyl-CoA dehydrogenase; Heart development; Fatty acid oxidation; Cardiac hypertrophy

R363

A

10.3969/j.issn.1000- 4718.2013.01.002

1000- 4718(2013)01- 0009- 06

2012-10-29

2012-12-10

國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目(No.81000072; No.81001683)；教育部留學(xué)回國(guó)人員啟動(dòng)基金資助項(xiàng)目(No.23610008)；教育部博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金資助項(xiàng)目(No.20104401120003)；廣東藥學(xué)院重點(diǎn)培養(yǎng)青年教師基金資助項(xiàng)目；廣東省“十二五”醫(yī)學(xué)重點(diǎn)學(xué)科(依托廣東藥學(xué)院附屬第一醫(yī)院、藥科學(xué)院)。

△通訊作者 Tel: 020-38375027； E-mail: xulipeng2000@sohu.com