SIRT1对Hcy诱导的由TRPC3介导的心房纤维化的保护机制

Protective mechanism of SIRT1 on Hcy-induced atrial fibrosis mediated by TRPC3.

作者信息Lu Han, Yanhua Tang, Shaochuan Li, Yanqing Wu, Xiaoshu Chen, Qinghua Wu, Kui Hong, Juxiang Li
PMID31680473
发布时间2020-01
DOI10.1111/jcmm.14757

实验完整度

包含患者心房组织、TAC小鼠模型、细胞实验(原代心房成纤维细胞、HEK293T)等多个证据层级,并进行了功能验证(TRPC3敲低、SIRT1过表达)和机制验证(co-IP、BLI、GST pull-down等)。

主要模型

患者左心耳组织 TAC诱导的HFpEF小鼠模型 小鼠原代心房成纤维细胞 HEK293T细胞

重点核对

患者样本分组:AF组(n=18)与SR组(n=12),评估心房纤维化程度 动物模型:C57BL/6小鼠TAC手术,高Hcy饮食(AIN-76A+4%蛋氨酸)诱导HH组,正常饮食为NH组,假手术为SH组 药物处理:HH+Res组腹腔注射20 mg/kg/d白藜芦醇21天 细胞处理:Hcy浓度梯度(0, 50, 200, 500, 1000 μmol/L)刺激心房成纤维细胞 关键分子干预:TRPC3-shRNA和SIRT1过表达慢病毒转染,以及TRPC3抑制剂Pyr-10和SIRT1抑制剂Salermide处理

摘要

血浆同型半胱氨酸(Hcy)水平升高被认为是心房颤动(AF)的危险因素,其与心房纤维化的病理后果密切相关,并可能导致高死亡率的心力衰竭。本文表明,在Hcy刺激下,心房纤维化由经典瞬时受体电位3(TRPC3)通道与去乙酰化酶1型(SIRT1)之间的关系介导。收集窦性心律(SR)或AF患者的左心耳,用于评估Hcy浓度与TRPC3和SIRT1介导的心脏纤维化潜在机制之间的关系。接下来,我们在小鼠中进行横向主动脉缩窄(TAC)以研究这种关系。通过co‐IP、BLI和慢病毒转染实验探索涉及TRPC3和SIRT1蛋白的心房纤维化机制。分别采用qPCR和WB分析基因和蛋白表达。在高Hcy饮食的HH小鼠组中观察到较高水平的心房纤维化。这些结果表明,AF患者可能更容易发生心房纤维化,并且具有发展为高同型半胱氨酸血症的高概率。此外,我们的发现与以下假设一致:TRPC3通道上调导致胶原蛋白异常积累,而SIRT1下调作为高Hcy的病因因素,进而易发生心房纤维化,并强烈增加AF的可能性。

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
高Hcy条件下,TRPC3与SIRT1如何相互作用并调控心房纤维化,进而影响房颤的发生?
核心机制
Hcy通过上调TRPC3蛋白水平,TRPC3与SIRT1直接结合(通过TRPC3 C末端659-836aa)并抑制SIRT1表达,从而激活TGF-β信号通路,促进胶原蛋白-I积累和心房纤维化。
主要证据
AF患者心房组织TRPC3和TGF-β、Col-I升高,SIRT1降低;TAC+高Hcy饮食小鼠心房纤维化加重;TRPC3敲低或SIRT1过表达减轻纤维化;co-IP和BLI证实TRPC3与SIRT1的直接相互作用。
研究意义
TRPC3可能作为伴有高同型半胱氨酸血症的房颤患者预防心房纤维化的生物标志物,SIRT1的激活与抑制TGF-β信号通路相关。

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

临床样本分析

评估AF患者与SR患者心房组织中TRPC3、SIRT1及纤维化相关蛋白表达差异

收集30例左心耳样本,分为AF组(n=18)和SR组(n=12),通过qPCR、WB、IHC、Masson染色和电镜检测心房纤维化程度和TRPC3/SIRT1表达

2

动物模型建立

建立TAC合并高Hcy饮食的HFpEF小鼠模型,观察心房纤维化和心律失常易感性

4周龄C57BL/6小鼠行TAC手术,分为SH、NH、HH、HH+Res、HH+FC等组,进行超声心动图、心电图、组织学检测

3

细胞实验

验证Hcy对心房成纤维细胞增殖、分化及TRPC3/SIRT1/TGF-β蛋白表达的影响

分离新生小鼠心房成纤维细胞,不同浓度Hcy(0-1000 μM)处理,检测细胞增殖(CCK-8)和蛋白表达(WB)

4

分子机制验证

证实TRPC3与SIRT1的物理相互作用及结合域

采用GST pull-down、co-IP、IF和BLI技术验证TRPC3与SIRT1的相互作用,并确定结合区域

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco#11960051
胎牛血清Gibco#10099-141
吡唑-10MedChemExpressHY-19408
白藜芦醇MedChemExpressHY-16561
SalermideMedChemExpressHY-101073
同型半胱氨酸Sigma-AldrichH-4628
胶原蛋白I抗体Abcamab6308
TRPC3抗体Cell Signaling Technology77934
SIRT1抗体Cell Signaling Technology8469
TGF-β抗体Cell Signaling Technology3711
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
PrimeScript第一链cDNA合成试剂盒Takara Biomedical Technology--
SYBR Premix Ex TaqTakara Biomedical Technology--
透射电子显微镜HitachiHT-7700
Vevo2100成像系统VisualSonics--
组织匀浆机PrimaPD500-TP12
BCA蛋白定量试剂盒Bio-Rad--
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad--
Protein A/G PLUS-琼脂糖Santa Cruz Biotechnologysc-2003
Octet K2系统Pall Fortebio Corp--
Anti-Penta-HIS(HIS1K)生物传感器ForteBio18-5120
Lenti-TRPC3-shRNA Tet-On构建体VectorBuilderVB171023-1015pst

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
临床样本分析
患者分组(AF vs SR)、样本量(AF n=18,SR n=12)、样本来源左心耳;检测方法
阅读提示:见Methods 2.1 及 Figure 1
动物模型
小鼠品系(C57BL/6)、TAC手术时间(4周龄)、饮食(AIN-76A+4%蛋氨酸)、分组(SH/NH/HH/HH+Res/HH+FC)、给药剂量(Res 20 mg/kg/d)及时间
阅读提示:见Methods 2.2、Table 2 及 Figure 2
细胞实验
细胞类型(新生小鼠心房成纤维细胞)、Hcy浓度(0-1000 μmol/L)、处理时间(24小时/48小时)、细胞增殖检测方法(CCK-8)
阅读提示:见Methods 2.7、2.8、2.10 及 Figure 5
分子机制验证
TRPC3截短体(C端659-836aa,N端1-369aa)、SIRT1全长、BLI浓度范围、Co-IP抗体
阅读提示:见Methods 2.11、2.12 及 Figure 6
蛋白检测
抗体来源及稀释比例(1:500)、凝胶浓度(6%-8%)、二抗稀释比例(1:5000)
阅读提示:见Methods 2.13