五重打击模型加重老年HFpEF小鼠心房钙处理障碍与线粒体重塑

《European Heart Journal》：Functional and structural changes in isolated atrial cardiomyocytes of an aged multi-Hit HFpEF model

　　

摘要

背景

射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）是一种异质性全身性综合征，由多种心脏代谢应激因素驱动。需要能够复现这种复杂性的适当临床前模型来解析细胞机制。已建立的“双重打击”模型（高脂饮食 [HFD] + L-NAME）复现了肥胖和高血压等关键危险因素。然而，HFpEF 通常在多种累积应激因素的情况下发生，并与心房重塑和心房颤动相关。因此，我们调查了额外的打击是否会加重老年 HFpEF 小鼠的心房心肌细胞功能障碍。

方法

使用经典的“双重打击”方案（HFD + L-NAME）或强化的“五重打击”方案（额外添加 DOCA 和 NaCl）在老年小鼠中诱导 HFpEF。未处理的老年小鼠作为对照。左心房心肌细胞经酶解分离，加载 Fluo-4 AM 和 MitoTracker，并在 1 Hz 刺激下通过共聚焦线扫描成像进行分析。对钙瞬变（F/F?）、咖啡因诱导的衰变动力学（NCX 活性）和线粒体密度进行了定量分析。

结果

与老年未处理对照组相比，来自老年“五重打击”小鼠的心房心肌细胞（ACM）在 Ca2? 处理方面表现出显著改变。Ca2? 瞬变的达峰时间延长（67±19 vs. 52±17 ms），达到 50% 的时间也延长（TF??: 23.6±11.3 vs. 16.7±5.5 ms），表明 Ca2? 释放动力学减慢。除了时间上的减慢外，Ca2? 释放的空间组织也遭到破坏。“五重打击”ACM 显示异质性和斑片状亚细胞 Ca2? 信号，表现为局部 Ca2? 峰值幅度的标准差增加（0.45±0.38 vs. 0.23±0.12），与释放同步性受损一致。

“五重打击”小鼠中咖啡因诱导的 Ca2? 衰变显著延长（tau: 2764±683 vs. 1874±353 ms），表明依赖 NCX 的 Ca2? 排出减少和胞质 Ca2? 清除受损。此外，“五重打击”ACM 中线粒体密度适度但显著增加（40.8±1.5% vs. 38.7±1.9%），表明代谢重塑可能影响 Ca2? 缓冲和兴奋 - 代谢偶联。重要的是，与老年未处理对照组相比，来自老年“双重打击”HFpEF 小鼠的 ACM 未显示显著差异。

结论

“五重打击”HFpEF 模型在老年小鼠中诱导了显著的心房 Ca2? 处理和代谢重塑，而经典的“双重打击”模型则没有。这种强化的模型可能更好地反映人类 HFpEF 的多因素心房表型，并为机制和治疗研究提供平台。