达格列净对射血分数降低的心力衰竭患者心肌成纤维细胞的直接作用及其与LCZ696和螺内酯的相互作用

Direct actions of dapagliflozin and interactions with LCZ696 and spironolactone on cardiac fibroblasts of patients with heart failure and reduced ejection fraction.

作者信息Luis Ortega-Paz, Helena Cristóbal, José Tomás Ortiz-Perez, Pablo García de Frutos, Guiomar Mendieta, Elena Sandoval, Juan José Rodriguez, Emilio Ortega, Ana García-Álvarez, Salvatore Brugaletta, Manel Sabaté, Ana Paula Dantas
PMID36303443
发布时间2023-02
DOI10.1002/ehf2.14186

实验完整度

研究包含患者来源心肌成纤维细胞分离、体外药物处理、迁移分析、蛋白表达和磷酸化检测,但缺乏体内实验或动物模型验证,证据层级相对单一。

主要模型

HFrEF患者心肌成纤维细胞原代培养 健康供体心肌成纤维细胞

重点核对

HFrEF患者心肌成纤维细胞(n=5)与健康对照(n=4) 达格列净浓度:1 nM–1 μM LCZ696和螺内酯浓度:100 nM 处理时间:48小时 划痕实验检测迁移率

摘要

目的:SGLT2抑制剂(SGLT2i)在慢性心力衰竭伴射血分数降低(HFrEF)患者中显示出积极影响。然而,SGLT2i对心脏细胞的直接作用及其与HFrEF主要药物的联合如何影响心肌成纤维细胞的行为和信号通路仍不清楚。我们旨在确定达格列净单独及与沙库巴曲/缬沙坦(LCZ696)或螺内酯联合对HFrEF患者心肌成纤维细胞功能的影响。方法与结果:从HFrEF患者(n=5)分离的心肌成纤维细胞用达格列净(1 nM–1 μM)单独或与LCZ696(100 nM)或螺内酯(100 nM)联合处理。通过划痕实验测定迁移率。使用多重蛋白阵列分析心力衰竭(HF)标志物的表达和信号通路的激活。来自健康供体的商业化心脏成纤维细胞作为对照(n=4)。与对照相比,HFrEF成纤维细胞表现出更高的迁移率(P=0.0036),并增加HF标志物的表达[倍数变化(Log2):COL1A1–1.3;IL-1β–1.9;IL-6–1.7;FN1–2.9(P<0.05)]。达格列净以剂量依赖性方式减缓HFrEF成纤维细胞的迁移速率,并显著降低IL-1β、IL-6、MMP3、MMP9、GAL3和FN1的表达。SGLT2i对对照成纤维细胞无影响。这些效应与AKT/GSK3和PYK2激酶以及信号转导与转录激活因子(STAT)磷酸化降低相关。达格列净+LCZ696联合进一步降低成纤维细胞迁移,但对SGLT2i抑制单独诱导的信号通路和生物标志物表达的调节无显著影响。相反,达格列净+螺内酯联合不改变成纤维细胞的迁移速率,但显著改变了SGLT2i对MMP9、GAL3和IL-1β表达的反应,与AKT/GSK3和ERK1/2激酶磷酸化增加相关。结论:SGLT2i、LCZ696和螺内酯通过激活不同的信号通路调节来自HFrEF患者的分离心肌成纤维细胞的功能。SGLT2i+LCZ696联合在迁移方面显示出叠加效应,而螺内酯则改变了SGLT2i激活的信号通路及其对心力衰竭生物标志物的有益作用。

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
SGLT2抑制剂达格列净单独使用以及与LCZ696或螺内酯联合对HFrEF患者心肌成纤维细胞功能和信号通路的影响。
核心机制
达格列净通过降低AKT/GSK3、PYK2和STAT3的磷酸化,抑制成纤维细胞迁移和炎症,而螺内酯联合可通过恢复AKT/GSK3磷酸化并增加MEK1/2和ERK1/2磷酸化来改变这些效应。
主要证据
使用HFrEF患者心肌成纤维细胞(n=5)和健康对照(n=4),通过划痕实验、多重蛋白阵列和磷酸化阵列检测,观察到达格列净剂量依赖性降低迁移并减少IL-1β、IL-6、MMP3、MMP9、GAL3和FN1的表达,且与LCZ696联合时迁移进一步降低。
研究意义
该研究提供了SGLT2i直接作用于心脏成纤维细胞的证据,并揭示其与ARNI或MRA联合的潜在分子机制,可能为HFrEF的联合治疗提供理论基础。

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

患者心肌成纤维细胞分离与培养

建立HFrEF和健康对照的心脏成纤维细胞模型,用于后续药物处理实验。

从接受心脏移植的晚期缺血性心脏病患者(n=5)左心室组织中分离心肌成纤维细胞,采用机械分散法;对照细胞来自商业化的健康供体心室成纤维细胞(n=4)。细胞培养于DMEM-F12+10%FBS+生长因子,实验前换低血清培养基。

2

药物处理

评估达格列净单独及联合LCZ696或螺内酯对成纤维细胞的影响。

对HFrEF和对照成纤维细胞用达格列净(1nM–1μM)处理48小时;联合实验用达格列净100nM+LCZ696 100nM或+螺内酯100nM处理。药物溶解于DMSO,对照组用0.1% DMSO。

3

迁移率测定

检测药物对成纤维细胞迁移能力的影响,反映细胞功能变化。

采用划痕实验,在12孔板中培养细胞,用枪头刮擦单层细胞,在0、6、12、24、36、48小时拍照,测量划痕面积,计算愈合百分比。

4

心力衰竭生物标志物分析

评估药物对炎症和细胞外基质相关蛋白表达的影响。

收集细胞裂解液,使用Luminex多重免疫分析检测9种HF相关蛋白(ANP、FN1、GAL3、COL1A1、MMP-2、-3、-9、IL-6、IL-1β),并使用ELISA检测PICP和PIIINP。

5

磷酸化信号分析

鉴定药物处理对关键信号通路磷酸化的影响,以揭示机制。

使用Proteome Phospho-Kinase Array检测多个激酶磷酸化水平,分析35种激酶和相关蛋白的磷酸化变化。

6

统计分析

评估实验结果的统计显著性和差异。

使用Kolmogorov-Smirnov检验数据正态性,非线性模型分析迁移曲线,ANOVA和Dunnett's T3检验比较多组差异,多重t检验校正FDR。

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
胶原酶ARoche--
DMEM-F12培养基Thermo Fisher Scientific--
胎牛血清----
达格列净Selleckchem#S1548
沙库巴曲/缬沙坦Selleckchem#S7678
螺内酯Selleckchem#S4054
Luminex 200仪器Invitrogen--
BCA蛋白检测Thermo Fisher Scientific--
蛋白质组磷酸化激酶阵列R&D Systems--
LAS4000成像系统GE Healthcare--
倒置显微镜Axiovert 200Zeiss--

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
细胞分离与培养
HFrEF患者样本数(n=5),健康对照(n=4),心肌组织来源和切取部位,细胞传代数(P5-P7),培养基成分
阅读提示:Methods: Patient inclusion and cardiac fibroblast isolation; Cell culture and treatments
药物处理
达格列净浓度范围(1nM-1μM),LCZ696和螺内酯浓度(100nM),处理时间(48h),0.1% DMSO作为对照
阅读提示:Methods: Cell culture and treatments; Figure legends
迁移率检测
划痕方法,时间点(0,6,12,24,36,48h),1% FBS培养基,图像分析软件和算法
阅读提示:Methods: Migration rate; Figure 1 legend
生物标志物分析
多重免疫分析具体方法,ELISA检测PICP和PIIINP,蛋白浓度标准化
阅读提示:Methods: Analysis of heart failure biomarkers; Figure 2 and 3 legends
磷酸化分析
Proteome Phospho-Kinase Array的使用,细胞裂解液浓度,化学发光检测条件
阅读提示:Methods: Multiplex intracellular phosphorylation analysis; Figure 4 legend