心脏特异性敲低Bhlhe40减轻血管紧张素II诱导的小鼠心房颤动

Cardiac-specific knockdown of Bhlhe40 attenuates angiotensin II (Ang II)-Induced atrial fibrillation in mice.

作者信息Kai-Wen Ren, Xiao-Hong Yu, Yu-Hui Gu, Xin Xie, Yu Wang, Shi-Hao Wang, Hui-Hua Li, Hai-Lian Bi
PMID36304536
发布时间2022-10-11
DOI10.3389/fcvm.2022.957903

实验完整度

包含患者心房组织与血清、Ang II输注小鼠模型、rAAV9介导的心脏特异性敲低、离体心房肌细胞实验,以及功能(AF诱导性)与机制(信号通路)验证。

主要模型

C57BL/6小鼠Ang II输注模型 rAAV9-shBhlhe40心脏特异性敲低小鼠 新生大鼠心房心肌细胞(ACMs) 房颤患者心房组织和血清样本

重点核对

Bhlhe40在AF患者和Ang II处理的心房组织中的表达上调 rAAV9-shBhlhe40对心房Bhlhe40的敲低效率(约30%) Ang II输注剂量(2000 ng/kg/min)和持续时间(3周) AF诱导和持续时间测量参数(频率>1500次/分,持续时间≥0.5秒) TGF-β/Smad2、NF-κB/NLRP3通路及CX43、Kv4.3表达变化

摘要

心房纤维化和心房炎症与心房颤动(AF)的发病机制有关。碱性螺旋-环-螺旋家族成员E40(Bhlhe40)是一种重要的转录因子,参与肿瘤、炎症、凋亡、病毒感染和缺氧。然而,其在AF中的作用和分子机制尚不清楚。在本研究中,通过Ang II输注诱导小鼠AF模型。使用超声心动图评估心房直径。通过程序化电刺激测量AF的诱导和持续时间。使用常规组织学检查检测心房结构重塑。我们的结果表明,Bhlhe40在血管紧张素II(Ang II)刺激的心房心肌细胞和心房组织以及AF患者组织中显著上调。通过9型重组腺相关病毒(rAAV9)-shBhlhe40在心脏特异性敲低Bhlhe40显著改善了Ang II诱导的心房扩张、心房纤维化和心房炎症,以及AF的诱导性和持续时间。机制上,心脏特异性敲低Bhlhe40减弱了Ang II诱导的NF-κB/NLRP3、TGF-1β/Smad2信号的激活,以及心房中CX43表达的增加和Kv4.3表达的降低。这是第一项表明Bhlhe40是AF进展的新型调节因子的研究,鉴定Bhlhe40可能成为肥厚性重塑和心力衰竭的新治疗靶点。

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
Bhlhe40在Ang II诱导的心房颤动中的作用及其分子机制尚不清楚,本研究旨在探究Bhlhe40是否参与AF的进展及其潜在机制。
核心机制
Bhlhe40通过激活NF-κB/NLRP3和TGF-β1/Smad2信号通路,增加CX43表达并减少Kv4.3表达,促进心房纤维化、炎症和电重构,从而加剧AF。
主要证据
在AF患者和Ang II输注小鼠中观察到Bhlhe40表达上调;心脏特异性敲低Bhlhe40可显著减轻心房扩张、纤维化、炎症、AF诱导性和持续时间,并抑制相关信号通路。
研究意义
该研究首次揭示Bhlhe40是AF进展的新型调节因子,抑制Bhlhe40可能成为针对心房重构和AF的新治疗策略。

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

检测Bhlhe40在AF患者和Ang II处理的心房组织中的表达

确认Bhlhe40在AF病理状态下的表达变化。

对AF患者和窦性心律对照的心房组织进行免疫组化、ELISA;对Ang II输注小鼠和对照小鼠的心房组织进行qPCR和免疫印迹。

2

建立心脏特异性Bhlhe40敲低小鼠模型并评估对AF的影响

确定Bhlhe40在Ang II诱导AF中的作用。

通过注射rAAV9-shBhlhe40或rAAV9-shCON敲低心肌细胞Bhlhe40,2周后输注Ang II或生理盐水3周,通过尾套法测血压、超声心动图测左房内径、程序化电刺激测量AF诱导性和持续时间。

3

评估Bhlhe40敲低对心房纤维化、炎症和电重塑的影响

探索Bhlhe40调节AF的潜在机制。

通过Masson、H&E、IHC、免疫荧光和qPCR检测纤维化、炎症和电重塑标志物;通过免疫印迹检测信号通路蛋白。

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/F12培养基HycloneSH30023.01B
胎牛血清Gibco16140071
胰蛋白酶Thermo Fisher25200056
溴脱氧尿苷----
血管紧张素IIAladdinA107852
渗透微泵DurectAlzet
三溴乙醇Sigma-Aldrich--
重组腺相关病毒9型-shBhlhe40Vigene Biosciences--
重组腺相关病毒9型-shCONVigene Biosciences--
尾套系统SoftronBP-2010
Vevo 2100高分辨率成像系统Visual Sonics--
八极电生理导管ScisenseMillar
H&E染色试剂盒Nanjing Jiangcheng Bio Inc.--
Masson染色试剂盒Nanjing Jiangcheng Bio Inc.--
DAB显色试剂盒Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-IR-R217
抗Bhlhe40抗体Proteintech17895-1-AP
抗α-SMA抗体Proteintech67735-1-Ig
抗NLRP3抗体Proteintech19771-1-AP
抗F4/80抗体Abcamab6640
抗CX43抗体Proteintech26980-1-AP
二抗BeyotimeA0453
DAPI----
共聚焦显微镜LeicaSTELLARIS
TRIzol试剂Invitrogen/Thermo Fisher Scientific--
逆转录试剂盒Yeasen11141ES60
SYBR Green荧光染料Takara Bio Inc.RR820A
7500实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
RIPA裂解液Solarbio Science Technology Co.--
BCA蛋白定量试剂盒----
PVDF膜Bio-Rad--
抗TGF-β1抗体Proteintech21898-1-AP
抗Smad2抗体Cell Signaling Technologies5339S
抗p65抗体Cell Signaling Technologies4764S
抗磷酸化Smad2抗体Abcamab280888
抗Kv4.3抗体Abcamab65794
抗磷酸化p65抗体Zen Bioscience310013
HRP标记二抗BeyotimeA0208,
人sharp2/Bhlhe40 ELISA试剂盒Westang Bio Inc.FS204153

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
患者样本
AF患者(n=49)和SR对照(n=35)的纳入和排除标准,心房组织样本量(n=7)
阅读提示:Materials and methods - Study subjects
动物模型
小鼠品系(C57BL/6,雄性,2月龄),Ang II输注剂量(2,000 ng/kg/min)和持续时间(3周),麻醉方法(2.5%三溴乙醇0.02 ml/g)
阅读提示:Materials and methods - Animal experiments
Bhlhe40敲低
rAAV9-shBhlhe40注射剂量(2×10^11 vg),注射时间(Ang II输注前2周),敲低效率(约30%)
阅读提示:Materials and methods - Injection of recombinant adeno-associated virus; Results - Cardiac-specific knockdown...
AF诱导和评估
程序化电刺激参数(burst pacing 33个脉冲,不同电压和频率),AF定义(心房率>1500次/分,持续时间≥0.5秒)
阅读提示:Materials and methods - Induction and duration of atrial fibrillation
信号通路检测
抗体稀释度(如Bhlhe40 1:100, TGF-β1 1:1000, p-Smad2 1:1000等),蛋白上样量(40-60 μg),内参(tubulin)
阅读提示:Materials and methods - Immunoblotting analysis