依鲁替尼诱导的肺血管紧张素转换酶激活促进大鼠心房颤动

Ibrutinib-induced pulmonary angiotensin-converting enzyme activation promotes atrial fibrillation in rats.

作者信息Sen Yan, Wei Xu, Ning Fang, Luyifei Li, Ning Yang, Xinbo Zhao, Hongting Hao, Yun Zhang, Qian Liang, Zhiqi Wang, Yu Duan, Song Zhang, Yongtai Gong, Yue Li
PMID38357670
期刊iScience
发布时间2024-01-17
DOI10.1016/j.isci.2024.108926

实验完整度

研究包含体内动物模型(大鼠)、体外细胞模型(HPMECs、心肌细胞、心脏成纤维细胞)、转录组测序及机制验证(PI3K激活剂、ACE抑制剂干预)。

主要模型

SD大鼠依鲁替尼给药模型 人肺微血管内皮细胞(HPMECs) 人心肌细胞(AC16细胞) 人心脏成纤维细胞

重点核对

依鲁替尼剂量17 mg/kg/d口服4周 培哚普利剂量2 mg/kg/d口服4周 HPMECs处理浓度0.3 μM依鲁替尼、50 μM 740Y-P AF诱导方案:50-Hz burst pacing,12 bursts间隔2秒,持续3秒 样本量:每组10-15只大鼠

摘要

依鲁替尼诱导心房颤动(AF)的分子机制仍不清楚。我们在此证明,用依鲁替尼治疗大鼠4周导致可诱导的AF、左心房扩大、心房纤维化和连接蛋白表达下调,这些与C末端Src激酶(CSK)抑制和Src激活相关。依鲁替尼通过抑制PI3K-AKT通路上调人肺微血管内皮细胞(HPMECs)中血管紧张素转换酶(ACE)蛋白表达,随后增加循环血管紧张素II(Ang II)水平。然而,左心房中ACE和Ang II的表达不受影响。重要的是,我们观察到培哚普利通过抑制ACE及其下游CSK-Src信号通路的激活,显著减轻了依鲁替尼诱导的左心房重构和AF促进。这些发现表明,依鲁替尼诱导的ACE激活有助于AF的发展,并可能作为潜在预防策略的新靶点。

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
依鲁替尼诱导心房颤动的分子机制,以及ACE在其中的作用和ACE抑制剂的预防效果。
核心机制
依鲁替尼通过抑制PI3K-AKT通路上调肺微血管内皮细胞中ACE表达,升高循环Ang II水平,进而通过抑制CSK激活Src,促进左心房重构和心房颤动。
主要证据
大鼠模型中依鲁替尼增加AF易感性,伴有左心房纤维化和连接蛋白下调;HPMECs中证实PI3K-AKT通路抑制和ACE上调;培哚普利逆转这些效应。
研究意义
ACE可作为预防依鲁替尼诱导心房颤动的潜在新靶点,ACE抑制剂可能具有防治作用。

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

建立依鲁替尼处理大鼠模型

评估依鲁替尼对AF易感性的影响

雄性SD大鼠口服依鲁替尼(17 mg/kg/d)或溶剂对照4周。

2

检测AF诱导性和心房电生理

评估依鲁替尼是否增加AF易感性

通过心外膜电生理研究,使用50-Hz burst pacing诱导AF,记录AF发生率和持续时间。

3

评估左心房结构重构

评估依鲁替尼对左心房结构和纤维化的影响

超声心动图测量左心房直径;HE和Masson三色染色观察组织学变化;Western blot检测纤维化标志物。

4

检测CSK-Src信号通路和连接蛋白表达

验证依鲁替尼是否通过抑制CSK激活Src并下调连接蛋白

Western blot检测左心房组织中CSK、p-Src、Src、Cx40、Cx43蛋白表达。

5

检测循环和心房ACE/Ang II水平

验证依鲁替尼是否激活RAS系统

ELISA检测血浆ACE、Ang II、REN、AGT、ALD和肾素活性;qRT-PCR和ELISA检测心房ACE mRNA和Ang II水平;Western blot检测肺组织ACE表达。

6

体外验证ACE上调机制

验证依鲁替尼通过抑制PI3K-AKT通路上调HPMECs中ACE表达

RNA-seq分析差异表达基因和KEGG通路富集;Western blot检测PI3K/AKT磷酸化;使用PI3K激活剂740Y-P验证对ACE表达的影响。

7

验证ACE抑制剂培哚普利的干预效果

评估培哚普利是否能逆转依鲁替尼诱导的AF和心房重构

大鼠同时给予依鲁替尼和培哚普利(2 mg/kg/d)4周,检测AF诱导、左心房结构、纤维化、连接蛋白表达、ACE和CSK-Src通路。

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
依鲁替尼Catalent CTS936563-96-1
培哚普利Servier Pharmaceutical82834-16-0
依鲁替尼Selleckchem936563-96-1
740Y-PMedChemExpress1236188-16-1
二甲基亚砜Sigma-Aldrich67-68-5
RPMI-1640培养基HyClone--
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素Gibco--
DMEM培养基Gibco--
兔单克隆抗Collagen I抗体Abcamab260043
兔单克隆抗Collagen III抗体Abcamab7778
兔单克隆抗α-SMA抗体Abcamab5694
兔单克隆抗TGF-β1抗体Abcamab215715
兔单克隆抗ACE抗体Abcamab254222
兔单克隆抗CSK抗体Cell Signaling Technology4980
兔单克隆抗Src抗体Cell Signaling Technology2108
兔单克隆抗磷酸化Src抗体Cell Signaling Technology2101
兔多克隆抗CX40抗体Biosynthesis Biotechnologybs-1050R
兔多克隆抗CX43抗体Cell Signaling Technology3512
兔多克隆抗PI3K p110α抗体Cell Signaling Technology4255
兔多克隆抗磷酸化PI3K p85/p55抗体Cell Signaling Technology4228S
兔多克隆抗AKT抗体Cell Signaling Technology9272
兔单克隆抗磷酸化AKT抗体Cell Signaling Technology4060
ACE ELISA试剂盒BlueGene Biotech--
Ang II ELISA试剂盒BlueGene Biotech--
肾素ELISA试剂盒Elabscience--
血管紧张素原ELISA试剂盒Elabscience--
醛固酮ELISA试剂盒Elabscience--
肾素活性ELISA试剂盒Jianglai Biotechnology--
RNA提取试剂Axygen--
α-SMA一抗Abcam--
二抗Beyotime--
DAPIBeyotime--
TUNEL染色试剂盒Roche--
尾套式血压计(Softron BP-2010)Softron--
八极导管(1.9-F)Transonic Systems--
飞利浦CX50超声系统Philips--
飞利浦S12-4相控阵探头Philips--
Bio-Rad ChemiDoc XRS成像系统Bio-Rad--
ZEISS 510S共聚焦显微镜ZEISS--
GraphPad Prism 9.0GraphPad Software--

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
动物模型
大鼠品系、性别、年龄、体重;依鲁替尼剂量、给药途径和持续时间;溶剂对照
阅读提示:STAR Methods 'Experimental animals'
AF诱导与电生理
麻醉方式、导管类型和位置;burst pacing方案(频率、次数、间隔、持续时间);AF定义标准
阅读提示:STAR Methods 'In vivo electrophysiological study'
心房重构检测
超声参数测量方法;组织固定和染色方案;纤维化标志物检测条件
阅读提示:STAR Methods 'Echocardiography', 'HE and Masson's trichrome staining', 'Western blot analysis'
细胞实验
细胞系来源与培养条件;依鲁替尼和740Y-P浓度;处理时间;对照组设置
阅读提示:STAR Methods 'Cell culture'
ACE/Ang II检测
ELISA试剂盒品牌和检测流程;血浆和组织的处理
阅读提示:STAR Methods 'Enzyme-Linked Immunosorbent Assay'