ω-3脂肪酸二十碳五烯酸乙酯(IPE)在心肌细胞中的心脏保护机制:在高血压和剪切应力诱导的机械传导失调中的作用

Cardioprotective mechanism of ω-3 fatty acid icosapent ethyl (IPE) in cardiomyocytes: role in high glucose and shear stress-induced mechano-transduction dysregulation

作者信息Ada Pesapane, Lucia Scisciola, Manuela Giovanna Basilicata, Rosaria Anna Fontanella, Nunzia Balzano, Annalisa Capuano, Asad Zia, Maryam Arshad, Zeeshan Ulfat, Giovanni Tortorella, Ludovica Vittoria Marfella, Alberta Maria Maddalena Palazzo, Giuseppe Signoriello, Celestino Sardu, Giuseppe Paolisso, Michelangela Barbieri
PMID41390804
发布时间2025-12-13
DOI10.1186/s12933-025-03033-8

实验完整度

中

包含体内荟萃分析、体外细胞实验(静态高糖和动态剪切应力模型),涉及功能验证(凋亡、代谢)和机制验证(YAP/TAZ通路),但缺乏动物模型。

主要模型

AC16人心肌细胞系 心血管疾病患者队列(荟萃分析)

重点核对

IPE浓度40 µM(通过剂量-反应曲线确定) 高糖浓度33 mmol/L D-葡萄糖处理7天 剪切应力模型:AC16细胞以500 µL/min流速灌流72小时 LY294002(PI3K抑制剂)处理浓度100 nM(仅提及,未明确用于实验)

摘要

背景:omega-3脂肪酸是长链脂肪酸,已显示出通过降脂、抗炎和膜稳定特性发挥心脏保护作用。在本研究中,我们研究了omega-3脂肪酸二十碳五烯酸乙酯(IPE)心脏保护作用的分子机制,重点关注其在机械传导中的作用,机械传导是将心脏收缩与细胞内信号传导联系起来的过程,在高血糖或血流紊乱时会发生失调,这两者都是心血管疾病的主要诱因。方法:我们进行了体内荟萃分析,以评估omega-3脂肪酸对心血管和心脏代谢疾病患者心脏收缩力和炎症的有益影响。我们研究了IPE对机械传导的影响,评估了在正常葡萄糖(NG)或高葡萄糖(HG)条件下培养的心肌细胞AC16中YAP/TAZ信号通路的激活。我们通过Western Blot和实时PCR评估关键生物标志物,确定了IPE对抗高血糖诱导的炎症、氧化应激、代谢和凋亡的作用。我们评估了IPE在动态流动模型中对YAP/TAZ活化以及与氧化应激、炎症和代谢相关的主要标志物的基因表达和蛋白水平的影响,以模拟体内剪切应力。结果:体内荟萃分析显示,omega-3治疗的患者左心室射血分数(LVEF%)显著增加(均值0.5, 95%CI 0.1–0.9),炎症标志物显著减少(均值−1.24, 95%CI 2.05–0.44)。IPE处理降低了AC16细胞中HG暴露诱导的YAP/TAZ通路活化。IPE部分逆转了HG诱导的炎症、氧化应激、代谢和凋亡标志物的变化(p<0.05)。类似地,在剪切应力动态模型中,IPE处理减轻了湍流介导的YAP/TAZ通路、炎症、氧化应激和代谢的变化。结论:我们的结果表明IPE通过调节高血糖诱导的机械传导失调、炎症和氧化应激发挥心脏保护作用。此外,我们在剪切应力模型上的结果表明,IPE恢复了YAP/TAZ的上游调节因子,并减少了紊乱流动诱导的促炎通路激活,提示IPE可能对与血流紊乱和血流动力学应激相关的心血管疾病发挥治疗作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
IPE是否能在高糖和剪切应力诱导的机械传导损伤中发挥心脏保护作用?
核心机制
IPE通过调节YAP/TAZ信号通路及其上游激酶(p-MST1、p-LATS1)和整合素β3,减轻高糖和剪切应力诱导的机械传导失调,进而抑制炎症和氧化应激,并调节代谢和凋亡。
主要证据
体外实验显示IPE逆转了HG和湍流诱导的YAP/TAZ激活,降低了NF-κB、IL-6、ROS、SOD2、过氧化氢酶的表达,并调节了p-AMPK、PPAR-α/γ、Bax/Bcl-2比例。
研究意义
IPE可能作为机械传导相关疾病的治疗策略,尤其适用于糖尿病和血流紊乱相关的心血管疾病。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体内荟萃分析

评估omega-3脂肪酸对心血管和心脏代谢疾病患者心脏收缩力和炎症的影响。

检索PubMed数据库(2006-2024),对omega-3治疗患者LVEF和炎症标志物(IL-6, TNF-α, CRP)进行随机效应荟萃分析。

2

静态高糖模型

评估IPE在高糖条件下对AC16心肌细胞机械传导、炎症、氧化应激、代谢和凋亡的影响。

AC16细胞暴露于正常葡萄糖(5.5 mmol/L)或高糖(33 mmol/L)7天,并用40 µM IPE处理,检测相关蛋白和mRNA表达。

3

动态剪切应力模型

评估IPE在湍流剪切应力条件下对AC16心肌细胞机械传导、炎症、氧化应激和代谢的影响。

AC16细胞在LiveBox1流动室中灌流(500 µL/min)72小时,模拟湍流,并用IPE处理,检测相关蛋白和mRNA表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证免疫效应

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM/F12培养基MicrogemAL215A
胎牛血清EurocloneECS0180L
青霉素-链霉素EurocloneECB3001D
L-谷氨酰胺EurocloneECB3000D
二十碳五烯酸乙酯Ambinter c/o GreenpharmaAmb10843525
D-葡萄糖EMD MilliporeG8644
LB1流动室Ivtech--
Ivtech泵系统Ivtech--
p-MST1抗体Cell Signaling Technology49,332
p-LATS1抗体Cell Signaling Technology8654
活性YAP抗体Abcamab205270
TAZ抗体Cell Signaling Technology83,669
氧化应激防御western blot鸡尾酒抗体Abcamab179843
p-NF-kB抗体ELAB ScienceE-AB-68092
IL-6抗体ElabscienceE-AB-30095
SOD2抗体Abcamab13533
p-AMPK抗体ELAB ScienceE-AB-21121
PPAR-α抗体Abcamab227074
PPAR-γ抗体Cell Signaling Technology2443
整合素β3抗体Cell Signaling Technology13,166
Bcl-2抗体ELAB ScienceE-AB-15522
Bax抗体ELAB ScienceE-AB-22128
Vinculin抗体Abcamab129002
Tubulin抗体Cell Signaling Technology5568
山羊抗兔IgG-HRPBethylA120-101P
Clarity Max Western ECL底物Bio-Rad Laboratories1,705,062
ChemiDoc成像系统Bio-Rad Laboratories--
预染蛋白MarkerABMG623
Image J软件----
miRNeasy Mini试剂盒Qiagen217,004
QuantiTect逆转录试剂盒Qiagen205,310
Green-2 Go qPCR预混液BiobasicQPCR004-5
Rotor-GENE QQiagen--
Alexa Fluor 488山羊抗兔IgGAbcamab150077
DAPI----
Leica Thunder Imager 3D荧光显微镜Leica--
ROS检测试剂盒(DCFDA)Abcamab113851
荧光酶标仪(Sunrise吸光读板机)Techan--
SPSS IBM Version 23IBM--
GraphPad Prism----
Stata软件(版本16.0)Stata Corp.--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与处理
AC16细胞培养条件(培养基、血清浓度、抗生素)、HG浓度33 mmol/L、IPE浓度40 µM、处理时间7天、细胞传代数
阅读提示:Methods: Cell culture
动态剪切应力模型
流动速率500 µL/min、处理时间72小时、细胞接种密度1×10^4细胞/盘、培养基成分
阅读提示:Methods: Dynamic cell cultures
Western blot
蛋白上样量30 µg、SDS-PAGE浓度10%、PVDF膜孔径0.22 µm、封闭液5% milk in TBS-T、一抗稀释比例、二抗稀释比例、ECL底物使用
阅读提示:Methods: Protein extraction and western blot analysis
RT-qPCR
RNA提取试剂盒、逆转录试剂盒、qPCR预混液、引物序列、内参基因β-actin、2^-ΔΔCt方法
阅读提示:Methods: RNA extraction and real time PCR
免疫荧光
细胞固定液4%甲醛、透化液0.1% TritonX-100、封闭液10% BSA、一抗稀释比例、二抗稀释比例、核染色DAPI
阅读提示:Methods: Immunofluorescence
ROS检测
细胞接种密度25,000细胞/孔、DCFDA染色时间1小时、激发/发射波长485/535 nm
阅读提示:Methods: ROS detection