环肺静脉消融后犬心肌的多组学分析:神经肽Y对房颤长期再诱导的影响

Multiomics analysis of canine myocardium after circumferential pulmonary vein ablation: Effect of neuropeptide Y on long-term reinduction of atrial fibrillation.

作者信息Qiyuan Song, Ning Zhang, Yujiao Zhang, An Zhang, Huilin Li, Shuting Bai, Luxiang Shang, Juanjuan Du, Yinglong Hou
PMID39107876
发布时间2024-08
DOI10.1111/jcmm.18582

实验完整度

中

包含犬CPVA模型、电生理检测、转录组与蛋白质组、组织学验证及体外细胞实验,但缺乏体内干预实验,主要机制验证仅限于体外。

主要模型

比格犬环肺静脉消融模型 原代大鼠心房肌细胞 原代大鼠心脏成纤维细胞

重点核对

CPVA组犬心房AERP在6个月时从117ms缩短至92ms CPVA组纤维化相关蛋白Fibronectin1、Collagen III、FAP、Vimentin、α-SMA表达升高及Masson和天狼星红染色胶原面积增加 NPY浓度梯度处理原代心房肌细胞,CCK-8确定150nM最佳,流式检测凋亡及Western blot检测Bcl2/Bax

摘要

导管消融(CA)是心房颤动(AF)介入治疗的重要方法,降低CA术后远期复发非常重要。CA术后复发的机制仍不清楚。我们建立了比格犬环肺静脉消融(CPVA)后的长期模型。分别利用高通量测序和TMT标记的LC-MS/LC分析获得转录组和蛋白质组。筛选差异表达基因和蛋白质并进行富集分析,发现纤维化的影响并在组织中验证。选择下调蛋白神经肽Y(NPY)进行验证,结果表明NPY可能在CPVA术后AF长期再诱导中发挥作用。随后,进一步研究了NPY的分子机制。结果显示,CPVA术后心房有效不应期(AERP)缩短,纤维化增加。NPY干预可减轻心房肌细胞凋亡,并抑制心脏成纤维细胞中Akt的激活。这些结果表明,CPVA术后NPY的长期抑制可能通过促进心肌细胞凋亡和激活心脏成纤维细胞中的Akt通路导致AF的诱导,这可能使AF更易再诱导。

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
探讨环肺静脉消融后房颤长期再诱导的机制,特别是神经肽Y在其中的作用。
核心机制
CPVA术后NPY长期下调可能通过促进心肌细胞凋亡和激活心脏成纤维细胞中的PI3K-Akt通路,导致心房纤维化,从而增加房颤再诱导风险。
主要证据
犬模型电生理检测AERP缩短,组织学显示纤维化增加;体外实验表明NPY浓度依赖性减轻原代心房肌细胞凋亡并抑制成纤维细胞Akt激活及纤维化蛋白表达。
研究意义
为房颤消融后复发机制的潜在干预靶点提供新的见解。

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

构建CPVA犬模型及电生理检测

建立环肺静脉消融后长期模型并评估心电生理改变

将10只比格犬随机分为CPVA组和假手术组,术后观察6个月,进行电生理检查检测AERP和房颤诱导性。

2

转录组和蛋白质组分析

筛选CPVA后差异表达基因和蛋白及富集通路

提取靶心房组织RNA进行RNA-seq,蛋白质进行TMT标记LC-MS/MS,鉴定DEGs和DEPs,并进行GO和KEGG富集分析。

3

验证纤维化和NPY表达

验证CPVA后心房组织纤维化程度及NPY变化

Western blot和qRT-PCR检测NPY表达,Western blot检测纤维化相关蛋白,Masson和天狼星红染色评估纤维化程度。

4

体外验证NPY对心肌细胞凋亡和成纤维细胞纤维化的作用

探究NPY对原代心房肌细胞凋亡和成纤维细胞活化的影响

分离原代大鼠心房肌细胞和成纤维细胞,用不同浓度NPY处理,通过CCK-8、流式细胞术、Western blot和免疫荧光检测凋亡和纤维化指标。

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
TRIzol试剂MagenR4801-02
Nanodrop分光光度计ThermoFisherND-2000
Agilent 4150生物分析仪Agilent Technologies Inc.--
高pH反相肽分馏试剂盒Thermo Scientific--
Empore SPE C18小柱Sigma--
无EDTA胰蛋白酶Solarbio--
溴脱氧尿苷Sigma--
细胞计数试剂盒-8Elabscience--
神经肽YMCEHY-P0198A
Annexin V-FITC/PI凋亡检测试剂盒Yeasen Biotechnology--
DAPI染色液Beyotime Biotechnology--
抗淬灭剂Servicebio--
RIPA裂解液Beyotime Biotechnology--
磷酸酶抑制剂Beyotime Biotechnology--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Biotechnology--
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGBeyotime Biotechnology--
β-肌动蛋白抗体CST3700
NPY抗体CST11976
纤连蛋白1抗体Abcamab268020
III型胶原抗体Proteintech22734-1-AP
成纤维细胞活化蛋白抗体Abcamab314456
波形蛋白抗体Abcamab92547
α-平滑肌肌动蛋白抗体Proteintech55135-1-AP
Bcl2抗体Proteintech26593-1-AP
Bax抗体CST2772
I型胶原抗体Abcamab260043
转化生长因子β1抗体Abcamab215715
磷酸化Akt Ser473抗体CST4060
Akt抗体CST4691
逆转录试剂盒Invitrogen--
实时定量PCR试剂盒Invitrogen--

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
CPVA模型构建
犬种、体重、分组(CPVA组和对照组各5只)、手术方式(右第四肋间开胸)、消融导管(7Fr,4mm尖端)、消融终点(左PV根部连续消融线)、术后观察时间(6个月)
阅读提示:Methods 2.2节及图1A、B
电生理检测
AERP测定方法(S1-S2程序刺激,基础周期350ms,S2耦联间期200ms,步长5ms)、AF诱导定义(快速不规则心房律持续>10s)、电极位置(左心房游离壁、高位左房、左心耳)
阅读提示:Methods 2.3节及图1C、E、F、G
转录组和蛋白质组分析
RNA提取方法(TRIzol)、建库方法(mRNA富集、片段化、cDNA合成、末端修复、PCR富集)、测序平台、差异表达阈值(DEGs:|log2FC|≥1,校正p<0.05;DEPs:|log2FC|≥0.26,p<0.05)
阅读提示:Methods 2.4-2.7节,补充材料Table S1、S2
原代细胞实验
SD大鼠年龄(1-3天)、组织消化方法(0.08%无EDTA胰蛋白酶、0.08%胶原酶II)、NPY浓度(0、1、10、50、100、150、200、250、300 nM)、处理时间(48h)、CCK-8检测波长(450nm)、凋亡检测(Annexin V-FITC/PI)、Western blot检测靶蛋白
阅读提示:Methods 2.9-2.13节,图4