时间限制喂养通过调节自噬减轻高血压大鼠心脏重塑的研究

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Scientific Reports 3.8

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  【编辑推荐】为探究时间限制喂养(TRF)对高血压心脏重塑的作用,研究人员对自发性高血压大鼠(SHRs)进行 16 周 TRF 干预,发现 TRF 可降低血压、改善心功能,抑制 LC3-II、Beclin-1 及 PI3K/AKT/mTOR 通路激活,提示 TRF 或通过调控自噬减轻心脏重塑,为高血压干预提供新方向。

  
高血压是全球主要健康威胁之一,其引发的心脏重塑(如心肌肥厚、纤维化)是心力衰竭等严重心血管事件的重要病理基础。目前药物治疗难以完全逆转心脏结构损伤,而饮食干预作为非药物手段逐渐受到关注。时间限制喂养(Time-Restricted Feeding, TRF)作为一种间歇性禁食模式,通过将每日进食时间限制在 6-10 小时,已被证实可改善代谢指标和心血管功能,但在高血压心脏重塑中的作用机制尚不明确。

为填补这一空白,马来西亚博特拉大学与华北理工大学附属医院的研究团队合作,针对自发性高血压大鼠(Spontaneously Hypertensive Rats, SHRs)开展了一项为期 16 周的 TRF 干预研究,相关成果发表于《Scientific Reports》。研究旨在明确 TRF 是否通过调节自噬(Autophagy)水平减轻高血压诱导的心脏重塑,并揭示其潜在分子机制。

研究人员采用非侵入性尾袖法测量血压,心脏超声评估心功能参数(如射血分数 EF、室间隔厚度 IVS-d),结合组织染色(HE、天狼星红)、Western blotting 和透射电镜(TEM)技术,分析 TRF 对 SHRs 血压、心脏结构、自噬相关蛋白(LC3-I/II、Beclin-1)及 PI3K/AKT/mTOR 信号通路的影响。实验设置 WKY 大鼠(正常血压对照)和 SHRs 的 TRF 组与非禁食组,进食窗口为每日 9:00-17:00,模拟人类日常饮食节律。

研究结果


1. TRF 显著降低 SHRs 血压


与 SHR 非禁食组相比,TRF 干预后 SHRs 的收缩压(SBP)、舒张压(DBP)和平均血压(MBP)显著下降(P<0.001),但心率(HR)无明显变化。WKY 大鼠的 TRF 组与非禁食组血压无差异,表明 TRF 的降压作用具有高血压特异性。

2. TRF 改善心脏结构与功能


心脏超声显示,SHR 非禁食组存在显著心肌肥厚(IVS-d、左室后壁厚度 LVPW-d 增加)和心功能下降(EF 降低),而 TRF 组 IVS-d 明显减小,EF 显著提升(P<0.05)。组织染色证实,TRF 减轻了心肌细胞肥大和胶原沉积(I 型和 III 型胶原减少),提示心肌纤维化(Myocardial Fibrosis, MF)改善。

3. TRF 抑制心脏自噬过度激活


Western blotting 结果显示,SHR 非禁食组自噬标志物 LC3-II 和 Beclin-1 表达显著升高,而 TRF 干预下调了两者的表达(P<0.001, P<0.01)。透射电镜观察到,SHR 非禁食组心肌细胞中存在大量巨大自噬体,而 TRF 组自噬体数量减少且体积较小,表明 TRF 抑制了高血压诱导的过度自噬。

4. TRF 调控 PI3K/AKT/mTOR 信号通路


SHR 非禁食组磷酸化 PI3K(p-PI3K)、AKT(p-AKT)和 mTOR(p-mTOR)水平显著升高,TRF 干预则降低了这些磷酸化蛋白的表达(P<0.05-P<0.001),提示 TRF 可能通过抑制 PI3K/AKT/mTOR 通路活性来调控自噬。

研究结论与意义


本研究首次证实,每日 8 小时 TRF 干预可通过抑制自噬过度激活和调节 PI3K/AKT/mTOR 通路,减轻 SHRs 的心脏重塑,包括心肌肥厚和纤维化,并改善心功能。这一发现为高血压相关心脏损伤提供了新的非药物干预策略,且 TRF 无需严格限制饮食量,具有较高的临床可行性。

值得注意的是,自噬在心血管系统中具有双重作用,适度抑制而非完全阻断自噬可能是 TRF 发挥保护效应的关键。未来研究需进一步探索 TRF 对不同心脏细胞类型(如成纤维细胞、内皮细胞)自噬的特异性调控,以及长期干预的安全性和物种间差异,为 TRF 在人类高血压管理中的应用奠定基础。

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