IGF-1通过上调Na+ /K+ -ATPase活性改善肥胖大鼠心脏肥厚的分子机制研究

为解决肥胖引发的心血管并发症问题，研究人员聚焦胰岛素样生长因子-1（IGF-1）对心脏Na+ /K+ -ATPase的调控作用。通过高脂饮食诱导的肥胖大鼠模型，发现IGF-1通过激活IRS-1/Akt通路、抑制mTOR/S6K信号，显著提升Na+ /K+ -ATPase活性并减轻心脏肥厚，为肥胖相关心脏疾病提供了新的治疗靶点。

　　

研究背景与意义
肥胖已成为全球性健康危机，其引发的心血管疾病尤其令人担忧。高脂饮食导致的代谢紊乱会直接损伤心肌细胞，其中钠钾泵（Na⁺
/K⁺
-ATPase）功能异常是心脏肥厚和心力衰竭的关键因素。尽管胰岛素样生长因子-1（IGF-1）已被证实具有心血管保护作用，但其在肥胖相关心脏病变中的具体机制仍不明确。塞尔维亚文卡研究所的Katarina Banjac团队在《Peptides》发表的研究，首次揭示了IGF-1通过双重调控IRS-1/Akt和mTOR/S6K通路改善Na⁺
/K⁺
-ATPase功能的分子机制。

关键技术方法
研究采用8周龄雄性Wistar大鼠，分为标准饮食组和高脂饮食组（42%葵花籽油），持续喂养12周构建肥胖模型。干预组在处死前24小时腹腔注射IGF-1（50 μg/kg）。通过检测血清Ang II水平、Western blot分析心脏组织磷酸化蛋白表达、实时定量PCR评估心肌肌球蛋白重链（MHC）亚型等实验，系统评估IGF-1对心脏功能的影响。

研究结果

1. 临床参数变化
   高脂饮食显著升高血清葡萄糖和Ang II水平，而IGF-1治疗选择性地降低Ang II浓度，但对血糖无影响，提示其作用具有靶向性。

2. 分子机制验证
   IGF-1治疗组显示：

• Na⁺
  /K⁺
  -ATPase α₁
  亚基表达及活性显著提升
• IGF-1Rβ/IRβ在Tyr¹¹³¹
  /Tyr¹¹⁴⁶
  位点、IRS-1在Tyr¹²²²
  位点磷酸化增强
• AT₂
  R受体表达上调，而致肥厚的AT₁
  R表达下降
• mTOR在Ser²⁴⁸¹
  激活但Ser²⁴⁴⁸
  抑制，显示通路调控的精确性

1. 心脏结构改善
   IGF-1显著降低心脏质量，提高α-MHC mRNA表达及α/β MHC比值，证实其逆转心肌重构的效应。

结论与展望
该研究阐明IGF-1通过"双通路调控"机制：一方面增强IRS-1/Akt通路促进Na⁺
/K⁺
-ATPase功能，另一方面抑制Ang II/mTOR/S6K致肥厚信号，为肥胖相关心脏疾病提供了精准治疗策略。作者建议未来研究应关注长期IGF-1给药的安全窗及与其他抗肥胖药物的协同效应。这一发现不仅深化了对代谢性心脏病机制的理解，更为开发靶向IGF-1信号的新型疗法奠定了理论基础。