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铁代谢在有氧运动改善动脉粥样硬化小鼠心肌细胞凋亡中的作用机制研究

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中华物理医学与康复杂志 2024年第1期46卷 7-12页

作者：刘西花马甜甜秦芳于子夫高杰山东中医药大学附属医院济南250014 山东中医药大学康复医学院济南250355 山东省妇幼保健院妇幼健康发展研究中心济南250014

目的探讨铁代谢在有氧运动改善动脉粥样硬化(AS)小鼠心肌细胞凋亡中的作用机制。方法选取8周龄雄性ApoE^(-/-)基因敲除小鼠,采用随机数字表法将其分为对照组、模型组及有氧运动组,每组9只小鼠。模型组及有氧运动组小鼠均给予"西方类型"... 详细信息

目的探讨铁代谢在有氧运动改善动脉粥样硬化(AS)小鼠心肌细胞凋亡中的作用机制。方法选取8周龄雄性ApoE^(-/-)基因敲除小鼠,采用随机数字表法将其分为对照组、模型组及有氧运动组,每组9只小鼠。模型组及有氧运动组小鼠均给予"西方类型"膳食饲料喂养12周以制作AS动物模型,有氧运动组小鼠在制模期间同时进行有氧运动干预,持续训练12周,对照组小鼠则给予正常饲料喂养。于训练12周后采用TUNEL染色法检测各组小鼠心肌细胞凋亡情况;采用免疫组化技术检测各组小鼠心肌组织中铁蛋白重链1(FTH1)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)表达;采用Western blot技术检测各组小鼠心肌组织中FTH1、GPX4蛋白水平;采用普鲁士蓝染色检测各组小鼠心肌组织中铁沉积情况;通过试剂盒检测各组小鼠心肌组织中铁、丙二醛(MDA)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)含量。结果TUNEL染色结果显示模型组出现明显心肌细胞凋亡,有氧运动组心肌凋亡情况较模型组明显减轻。普鲁士蓝染色显示模型组心肌出现明显铁沉积现象,而有氧运动组铁沉积情况较模型组明显减轻。免疫组化检测显示模型组FTH1及GPX4表达量均较对照组降低,有氧运动组上述指标表达量均较模型组明显升高。Western blot检测显示有氧运动组FTH1、GPX4蛋白水平均较模型组明显升高,且心肌组织中的铁及MDA含量明显低于模型组,GSH-PX含量显著高于模型组。结论有氧运动能显著改善AS小鼠心肌细胞凋亡,其作用机制可能与有氧运动改善心肌组织铁代谢、降低氧化应激水平及抑制铁超载有关。

关键词：有氧运动动脉粥样硬化心肌组织铁代谢凋亡

紫锥菊提取物对SD大鼠心肌组织氧化应激的保护作用

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中国兽医学报 2024年第1期44卷 141-149页

作者：刘波吴华刘嘉华行倩文陈鑫磊王文胜青海大学农牧学院青海西宁810016

为探究紫锥菊提取物对SD大鼠心肌组织氧化应激的保护作用及相关蛋白表达的影响。选择60只SD大鼠按照随机分组方法分成对照组、不同质量浓度组(10、20、40 mg/kg),每组15只,进行饲养试验。饲养结束后,麻醉并取出心脏,检测心肌组织各生化... 详细信息

为探究紫锥菊提取物对SD大鼠心肌组织氧化应激的保护作用及相关蛋白表达的影响。选择60只SD大鼠按照随机分组方法分成对照组、不同质量浓度组(10、20、40 mg/kg),每组15只,进行饲养试验。饲养结束后,麻醉并取出心脏,检测心肌组织各生化指标及免疫组织化学染色对心肌组织做病理检测。SD大鼠随着添加紫锥菊提取物浓度增加,SD大鼠氧化应激指标ROS含量和MDA含量呈现逐渐降低的趋势,添加10、20、40 mg/kg紫锥菊提取物组SD大鼠ROS和MDA显著低于对照组(P0.05),但有降低的趋势。结果表明,紫锥菊提取物可通过调控SD大鼠心肌组织代谢,增强其抗氧化能力、线粒体功能、能量代谢水平,提高SD大鼠适应能力,且以SD大鼠添加40 mg/kg紫锥菊提取物作用最佳。

关键词：紫锥菊提取物心肌组织低氧适应抗氧化

基于LC-MS技术的养心通脉方干预冠心病血瘀证的代谢组学分析

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中国实验方剂学杂志 2021年第22期27卷 139-146页

作者：周曼丽俞赟丰罗晓欣周霞辉张宜帆赵彦禛简维雄湖南中医药大学中医学院长沙410208 湖南中医药大学中医诊断学湖南省重点实验室中医心肺病证辨证与药膳食疗重点研究室长沙410208

目的:用代谢组学方法分析养心通脉方(YXTM)对冠心病血瘀证大鼠心肌组织内源性代谢产物的影响,探讨养心通脉方治疗心血瘀阻证的机制。方法:采用高脂饮食联合维生素D3灌胃、异丙肾上腺素(ISO)皮下注射的方法制备慢性心肌缺血心血瘀阻证模... 详细信息

目的:用代谢组学方法分析养心通脉方(YXTM)对冠心病血瘀证大鼠心肌组织内源性代谢产物的影响,探讨养心通脉方治疗心血瘀阻证的机制。方法:采用高脂饮食联合维生素D3灌胃、异丙肾上腺素(ISO)皮下注射的方法制备慢性心肌缺血心血瘀阻证模型,同时采用养心通脉方干预模型。运用超高效液相串联高分辨质谱仪检测正常组、模型组、养心通脉方组3组大鼠心肌组织代谢产物,每组8只,利用SIMCA 14.1软件对高通量代谢组数据进行多元统计分析,并通过MetaboAnalyst软件分析相关的代谢通路。结果:3组大鼠的心肌样本点均位于椭圆置信区间的不同区域内,正常组和模型组完全分离,养心通脉方组与正常组存在部分交叉和重叠,从代谢谱的角度证明心血瘀阻证模型复制成功,且养心通脉方在一定程度上具有促使机体恢复到正常状态趋势的潜力。经养心通脉方干预后6个差异性代谢物具有显著的变化,其代谢通路涉及缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸的生物合成,泛酸和辅酶A(CoA)生物合成,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的降解,氨酰基转运RNA的生物合成,嘌呤代谢。结论:养心通脉方对心血瘀阻证大鼠的治疗作用与改善心肌内源性代谢物水平有关,其机制涉及磷脂代谢、氨基酸代谢、能量代谢、炎症反应以及血小板活化聚集等多个方面。

关键词：养心通脉方心血瘀阻证心肌组织生物标志物代谢通路

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冠心病心血瘀阻证大鼠心肌代谢组学研究

中医杂志 2022年第10期63卷 968-975页

作者：周曼丽钱舒乐胡伊蕾马至言高翎薇简维雄湖南中医药大学中医学院湖南省长沙市410208

目的运用代谢组学的方法探讨冠心病(CHD)心血瘀阻证的潜在生物学基础。方法20只SD大鼠随机分为正常组8只和心血瘀阻证组12只。心血瘀阻证组采用高脂饲料喂养结合维生素D3灌胃、异丙肾上腺素皮下注射制备冠心病心血瘀阻证模型。观察两组... 详细信息

目的运用代谢组学的方法探讨冠心病(CHD)心血瘀阻证的潜在生物学基础。方法20只SD大鼠随机分为正常组8只和心血瘀阻证组12只。心血瘀阻证组采用高脂饲料喂养结合维生素D3灌胃、异丙肾上腺素皮下注射制备冠心病心血瘀阻证模型。观察两组大鼠心脏组织病理学以及心肌细胞线粒体超微结构变化;运用液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术对大鼠心肌组织进行代谢组学研究,结合主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法分析(OPLS-DA)筛选组间差异代谢物并进行相关代谢通路的分析,并利用受试者工作特征曲线(ROC)对潜在生物标志物用于冠心病心血瘀阻证诊断的准确性进行评价。结果正常组大鼠心肌细胞排列整齐,结构清晰,线粒体排列规则,结构完整;心血瘀阻证组大鼠心肌细胞肥大水肿,肌纤维肿胀,可见炎症细胞浸润,线粒体大小不一,数量减少,排列紊乱,部分线粒体已溶解破裂,膜结构消失。两组大鼠的内源性代谢物存在显著差异,得到19种组间差异代谢物。与正常组比较,心血瘀阻证组中磷酸三苯酯、肌苷、TrHA、牛磺酸、泛酸、丙基硫氧嘧啶表达水平上调;LysoPC[18∶2(9Z,12Z)]、PE[18∶1(9Z)/0∶0]、PE[0∶0/18∶2(9Z,12Z)]、PC[18∶2(2E,4E)/0∶0]、PC[18∶2(9Z,12Z)/0∶0]、PC[18∶1(9Z)/0∶0]、PG(16∶0/0∶0)[U]、L-异亮氨酸、2-羟基肉桂酸、DG[15∶1(9Z)/18∶1(9Z)/0∶0][iso2]、黄嘌呤、甲胺、L-苯丙氨酸表达水平下调。涉及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,氨酰-tRNA生物合成,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成,牛磺酸和亚牛磺酸代谢等多条代谢通路。ROC评价结果显示,L-苯丙氨酸、L-异亮氨酸、牛磺酸这3种差异代谢物对冠心病心血瘀阻证预后判断具有较高的预测价值。结论冠心病心血瘀阻证大鼠心肌代谢产物主要涉及氨基酸代谢、脂类代谢和嘌呤代谢等多个层面,其中L-苯丙氨酸、L-异亮氨酸、牛磺酸这3种代谢物有望作为标志物单独或者联合用于冠心病心血瘀阻证的早期诊断。

关键词：冠心病心血瘀阻证代谢组学心肌组织 L-苯丙氨酸 L-异亮氨酸牛磺酸

制备脱细胞基质生物墨水在心血管疾病领域中的应用

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中国组织工程研究 2023年第30期27卷 4904-4911页

作者：蒋鸿辉孔媛媛刘婧王志红中国医学科学院生物医学工程研究所天津市300192

背景:借助计算机辅助,3D生物打印技术利用负载活细胞的生物墨水实现组织器官的构建,这种技术设计自由度高、可个性化定制且制造灵活,为心血管组织工程构建带来了新希望。生物墨水是3D生物打印技术的关键,是生物材料与组织再生领域近年... 详细信息

背景:借助计算机辅助,3D生物打印技术利用负载活细胞的生物墨水实现组织器官的构建,这种技术设计自由度高、可个性化定制且制造灵活,为心血管组织工程构建带来了新希望。生物墨水是3D生物打印技术的关键,是生物材料与组织再生领域近年来的研究热点。脱细胞基质材料具有低免疫原性、维持原有细胞外基质组分与纤维结构以及利于组织特异性细胞的存活与扩增的特点,是一种具有潜力的生物墨水。目的:总结了脱细胞基质生物墨水的制备与性能表征方法及其在心血管领域中的应用,为脱细胞基质生物墨水在心血管领域中的应用研究提供重要参考。方法:在中国知网和PubMed数据库中进行相关文献检索,中文检索词为“3D打印、脱细胞、生物墨水、血管、心脏”,英文检索词为“decellularization,bioink,3D print,vessel,cardiac”,最终纳入82篇文献进行分析。结果与结论:①脱细胞基质生物墨水的基本制备步骤包括生物材料脱细胞处理获得脱细胞基质,酶解消化脱细胞基质,调节消化液pH值和渗透压以及脱细胞基质混合细胞;②脱细胞基质生物墨水的基本性能表征主要包括脱细胞基质组分、流变性能、微观结构、生物活性、力学性能以及生物降解性;③在血管方面,研究者们通过使用先进打印技术、材料复合以及牺牲层等策略,制备出的脱细胞基质血管的力学性能可得到提升,并得到多层小口径血管,但这些打印过程较复杂,血管性能缺乏动物实验验证,多层血管的培养条件未经优化,且未进行缝合强度和爆破压等重要测试,无法满足医疗器械所需的性能;④在心肌修复方面,研究者证实与胶原及GelMA等相比,脱细胞基质生物墨水在心肌修复中更有优势。同时研究者集中于通过提升材料力学强度和导电性能,并构建微血管网络,进行脱细胞基质心肌补片的设计,这些补片在治疗心肌梗死方面表现出一定优势。然而种子细胞的参数(类型、区域密度和数量等)对于心肌补片的影响问题以及心肌补片与宿主组织之间的电耦合问题等均未取得突破,无法满足医疗器械所需的性能;⑤因此,脱细胞基质生物墨水虽然在构造心血管结构方面展现出了一定潜力,但以脱细胞基质为基础打印的血管和心肌补片目前仍处于实验室阶段,距离进入临床应用还需克服一系列问题。

关键词：心血管疾病 3D生物打印细胞外基质脱细胞基质低免疫原性生物墨水血管心肌组织心肌补片心肌梗死

低氧和运动干预对肥胖小鼠心肌组织Ghrelin-GHSR通路及相关蛋白的影响

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中国运动医学杂志 2023年第6期42卷 460-469页

作者：王腾生付鹏宇朱镕鑫于晶晶郜瑞睿龚丽景北京体育大学运动与体质健康教育部重点实验室北京100084 西北工业大学体育部陕西西安710072 上海体育科学研究所上海2000302 北京体育大学运动人体科学学院北京100084 北京体育大学中国运动与健康研究院北京100084

目的:探究低氧和运动干预改善肥胖小鼠心肌损伤程度和对胃饥饿素-生长激素促分泌激素受体(Ghrelin-GHSR)通路及相关蛋白的影响。方法:50只雄性C57BL/6J小鼠随机分为普通对照组(N组,n=8,饲喂普通饲料)和高脂膳食组(H组,n=42,饲喂高脂饲料... 详细信息

目的:探究低氧和运动干预改善肥胖小鼠心肌损伤程度和对胃饥饿素-生长激素促分泌激素受体(Ghrelin-GHSR)通路及相关蛋白的影响。方法:50只雄性C57BL/6J小鼠随机分为普通对照组(N组,n=8,饲喂普通饲料)和高脂膳食组(H组,n=42,饲喂高脂饲料8周以建立肥胖模型)。将建模成功后的肥胖小鼠随机分为肥胖对照组(HN组,n=7)、肥胖常氧运动组(HE组,n=7)、肥胖低氧暴露组(HHN组,n=8)和肥胖低氧运动组(HHE组,n=7)。HE和HHE组进行1 h/次/天、速度12 m/min的跑台训练;HHN和HHE组进行11.2%O_(2)暴露,8 h/次/天,6次/周。4周后,测试血糖血脂水平;HE染色观察心肌组织形态,免疫组化染色观察Ghrelin蛋白水平和分布;RT-PCR和Western blotting法分别检测心肌组织中Ghrelin、GHSR-1a、Ghrelin O-酰基转移酶(GOAT)、心肌肌钙蛋白I3基因(TNNI3)、神经肽Y1R(NPY1R)、血管内皮生长因子A(VEGFA)mRNA和蛋白的表达。结果:(1)HE和HHN组体重较HN组显著降低(P心肌细胞肥大和心肌纤维形态改变及强嗜酸性染色,损伤评分显著升高(P心肌形态明显改善,且损伤评分显著低于HN组和HE组(P心肌组织中表达量显著高于HN组(P心肌Ghrelin和GHSR-1a mRNA表达水平较N组显著降低(P心肌Ghrelin和VEGFA蛋白表达量显著低于N组,NPY1R和TNNI3显著高于N组(P心肌Ghrelin和VEGFA蛋白水平分别受运动和运动×低氧影响,GHSR-1蛋白水平受运动影响,GOAT和NPY1R蛋白水平受运动×低氧的影响,TNNI3蛋白水平分别受运动和低氧影响(P心肌形态及减轻其心肌损伤程度,可能机制之一是低氧和运动干预上调心肌组织Ghrelin-GHSR信号通路相关基因和蛋白的表达。

关键词：低氧运动肥胖心肌组织 Ghrelin

高压冷冻及冷冻替代样品制备方法在体扫描电镜中的应用

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电子显微学报 2023年第4期42卷 471-480页

作者：顾嘉敏许淑嫚郭帅巩志伟倪兵刘铮南方科技大学冷冻电镜中心深圳广东518055 华东师范大学物理与电子科学学院上海200241 华东师范大学生命科学学院上海200241

高压冷冻及冷冻替代技术是一种利用高压和低温对含水组织样品进行瞬间冷冻固定和低温脱水的电镜样品制备技术,它因可以保存更加真实的细胞超微结构而常应用于透射电镜观察和分析。本文利用模式动物小鼠为材料,将这种技术应用于体扫描电... 详细信息

高压冷冻及冷冻替代技术是一种利用高压和低温对含水组织样品进行瞬间冷冻固定和低温脱水的电镜样品制备技术,它因可以保存更加真实的细胞超微结构而常应用于透射电镜观察和分析。本文利用模式动物小鼠为材料,将这种技术应用于体扫描电镜的样品制备,并与常规化学固定的样品制备进行比较。结果显示在小鼠心肌组织中,高压冷冻及冷冻替代技术可以有效避免常规制备样品中的细胞器膜结构皱缩、细胞质分布不均匀、细胞核膜收缩形成锯齿状、甚至局部断裂等现象,使细胞超微结构更接近其生活时的状态。

关键词：高压冷冻-冷冻替代心肌组织超微结构体扫描电镜成像三维重构

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心肌组织老龄化对电传导功能的仿真研究

哈尔滨商业大学学报（自然科学版） 2022年第6期38卷 653-658页

作者：斯小琴陈大伟安徽建筑大学城市建设学院合肥238076 中国科学技术大学物理学院合肥230026

动态观察窦房结起搏细胞数量减少及减少细胞的空间分布对心脏电生理传导功能的影响,揭示传导阻滞与心律失常之间关系.利用Zhang等构建的兔子心脏二维解剖模型,采用五点差分法进行数值积分,通过计算机仿真模拟研究窦房结起搏细胞数量减... 详细信息

动态观察窦房结起搏细胞数量减少及减少细胞的空间分布对心脏电生理传导功能的影响,揭示传导阻滞与心律失常之间关系.利用Zhang等构建的兔子心脏二维解剖模型,采用五点差分法进行数值积分,通过计算机仿真模拟研究窦房结起搏细胞数量减少比例和空间分布对心脏起搏和传导的影响.窦房结中起搏细胞数量减少会减弱心脏的传导功能,减少比例越大,异常现象越明显;心脏传导阻滞与减少的起搏细胞的空间分布有关,窦房结中心起搏细胞减少的比例越大,传导阻滞现象越明显.对于完整窦房结-心房肌组织,窦房结中起搏细胞数量减少的比例和空间分布在调控心脏电生理传导的过程中起着十分重要的作用.

关键词：心肌组织窦房结老龄化电传导心律失常计算模拟

金雀异黄酮对糖尿病大鼠心肌Nrf2/HO-1通路的影响

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中南大学学报（医学版） 2019年第8期44卷 850-856页

作者：贾强王元元刘小粉马善峰杨锐蚌埠医学院生理学教研室安徽蚌埠233030 蚌埠医学院机能实验中心安徽蚌埠233030

目的:观察金雀异黄酮(genistein,Gen)对糖尿病大鼠心肌组织核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)/血红素氧化酶1(heme oxygenase-1,HO-1)通路的影响。方法:将32只雄性SD大鼠随机分为4组:正常对照(NC)组、糖尿病对照(DM)组、低剂量Gen治疗(L-Gen)组和高剂量Gen治疗(H-Gen)组(n=8)。采用腹腔注射55mg/kg链脲佐菌素建立糖尿病大鼠模型。造模成功后,L-Gen组和H-Gen组大鼠分别灌胃给予Gen溶液10和50 mg/kg。8周后,测定各组大鼠左心室动力学指标和空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)水平;测定心肌组织丙二醛(malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)水平;采用透射电镜观察心肌超微结构变化;RT-PCR检测心肌组织HO-1 mRNA表达,蛋白质印迹法检测Nrf2和HO-1蛋白表达。结果:与NC组比较,DM组左心室收缩压(left ventricular systolic pressure,LVSP),左心室内压最大上升/下降速率(maximal rise/fall rate of left ventricular pressure,±dp/dtmax),GSH-Px,SOD和CAT水平明显降低(均P心肌超微结构损伤明显,心肌组织Nrf2和HO-1表达明显降低(均P心肌超微结构损伤减轻,Nrf2和HO-1表达升高(均P心肌氧化应激损伤,其机制与调节心肌Nrf2/HO-1通路,提高抗氧化酶活性相关。

关键词：金雀异黄酮糖尿病心肌组织核因子E2相关因子2/血红素氧化酶1通路大鼠