2023年8月25日-28日,2023年欧洲心脏病学会年会(ESC 2023)即将在荷兰阿姆斯特丹正式召开。在本次ESC 2023年会上,我国学者的多项研究入选。空军军医大学唐都医院李妍教授团队郭栋博士的最新研究在“Organelle stress in cardiovascular disease”(细胞器应激与心血管疾病)专场进行口头发言(RTN3 interacted with FABP5 and promoted lipid droplet biogenesis in cardiomyocytes)。研究结果如何?一起来看一下吧!
研究背景
肥胖是我国重要的公共卫生问题之一,数据表明每年肥胖可造成全球约400万人的死亡,其中心血管疾病是肥胖引发死亡的主要直接原因。研究发现,肥胖患者心肌组织中存在显著的脂质堆积,但调控心肌脂质过量存储的具体机制尚不明确。
研究方法
采用高脂饮食喂养(HFD,60%热量由脂肪提供)的方法在动物水平构建肥胖模型,采用棕榈酸(500 μM)处理的方法在细胞水平构建肥胖模型。分别利用Cre/loxp系统或心肌点注射腺相关病毒的方法构建心脏特异性RTN3敲除/过表达小鼠。在体内和体外进行连续超声心动图监测、脂质组学、长期活细胞监测和荧光成像等多种实验检测。
研究结果
高脂喂养小鼠心脏中脂滴含量和RTN3表达显著升高。在正常饮食(ND)喂养的小鼠中,心脏特异性RTN3过表达引发了明显的心肌脂滴堆积及心脏功能障碍,与高脂喂养引发的心肌损害相似。相反,敲除RTN3显著降低了高脂喂养引发的心肌脂滴堆积及心脏功能障碍。
活细胞监测显示过表达RTN3可显著加速心肌细胞脂滴生成。深入研究发现,RTN3与脂肪酸结合蛋白5 (FABP5)结合、促进游离脂肪酸向内质网的靶向转运,为脂滴生成提供原料。敲低FABP5可抑制RTN3引发的脂滴生成、阻止棕榈酸处理引发的脂滴堆积。此外,敲低二酰基甘油酰基转移酶2(DGAT2)可以抑制RTN3介导的脂滴生成。进一步研究发现,RTN3的第1—65个氨基酸为负责结合FABP5、促进脂滴生成的具体作用片段。
最后,研究发现脂质超载诱导的RTN3上调是由于CCAAT/增强子结合蛋白α (C/EBPα)的表达增加引起的,C/EBPα通过结合RTN3的启动子区域、促进RTN3的转录。
研究结论
该研究揭示了心肌细胞脂滴生成的一种新机制:脂质超载激活C/EBPα,进而促进RTN3转录翻译。上调的RTN3通过与FABP5结合、促进脂肪酸向脂滴的靶向转运、进而激活脂滴生成,最终导致心肌脂滴过度堆积和心功能障碍。因此,通过调节RTN3调控心肌脂滴生成可能是治疗肥胖患者心功能障碍的一种潜在策略。
本研究首次揭示了脂滴生成中脂肪酸靶向转运的具体机制,并且首次明确了RTN3介导的脂滴生成在心肌脂代谢中的关键作用,阐明了肥胖引发心肌脂质堆积及心功能障碍的病理过程。研究结果进一步深入了现有关于心肌脂滴生成的认知,为后续治疗策略的开发奠定了基础。
本研究第一作者为郭栋博士生、张明明副教授,通讯作者李妍教授,共同通讯作者胡朗讲师。相关内容已得到国家自然科学基金项目资助。
研究者简介
李妍教授
• 主任医师,博士生导师。现为空军军医大学唐都医院心血管内科主任。陕西省科技创新团队牵头人,空军高层次科技人才,享受全军优秀人才岗位津贴。
• 担任全军心血管分会常委、中国医师协会心血管分会委员,国家卫健委首批介入培训导师、陕西省心血管分会常委等,陕西省医师协会心血管分会副主委。陕西省瓣膜联盟副主席,陕西省心血管代谢联盟共同主席。欧洲心脏病学会、美国心脏学会、美国心血管造影及介入学会fellow(FESC,FACC,FSCAI)。全球ADR技术带教导师、左心耳封堵带教导师。
• 临床经验丰富,擅长复杂危重冠心病、结构性心脏病介入治疗,率先开展多项临床新技术,荣获中华医学会首届中青年菁英奖(临床技术创新类)。主持国科金面上课题5项,军队及省部级课题6项,国家支撑计划子课题一项。发表SCI及核心期刊论文100余篇。荣获中华医学会医学科学技术奖一等奖、军队医疗成果一等奖。荣获陕西省青年科技奖,荣立个人三等功1次,获陕西省三八红旗手称号。
郭栋
• 空军军医大学唐都医院心血管内科八年制研究生,作为主要撰写人获得国家自然科学基金青年项目一项,发表SCI文章7篇,获中国大学生技术技能大赛铜奖、全国大学生英语竞赛特等奖及全国英语写作大赛省级一等奖。
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