代谢基因的差异表达可区分生理性与病理性心脏肥大

《BMC Cardiovascular Disorders》：Differential expression of metabolic genes distinguishes physiological from pathological cardiac hypertrophy

　　

摘要

背景

心脏肥大是对生理或病理刺激的适应性或非适应性反应，其功能结果各不相同。代谢重编程在这一过程中起着关键作用；然而，不同重塑模式背后的代谢相关基因仍不明确。

方法

与心脏肥大相关的转录组微阵列数据（GSE776）来自基因表达综合数据库。通过比较生理性（运动诱导）和病理性（高盐饮食诱导）的心脏肥大模型与对照组，筛选出差异表达基因。从分子特征数据库中获取代谢相关基因，并与生理性心脏肥大特有的差异表达基因进行交集分析，以确定潜在的代谢基因。通过蛋白质-蛋白质相互作用分析识别核心基因。实验验证则利用妊娠诱导的生理性心脏肥大小鼠模型、异丙肾上腺素诱导的病理性心脏肥大小鼠模型、经异丙肾上腺素处理的新生大鼠心肌细胞以及人类心肌组织样本进行。

结果

转录组分析发现了48个与生理性心脏肥大密切相关的基因，这些基因主要存在于代谢途径中。将这些基因与代谢相关基因集进行交集分析后，共找到22个与生理性心脏肥大相关的代谢基因。蛋白质-蛋白质相互作用分析表明HADHA、ACOX1和GOT2是关键的核心基因。体内和体外实验均显示，这些基因在生理性心脏肥大中显著上调，而在病理性心脏肥大中则明显下调。对人类心肌组织的免疫组化分析也证实，与正常心肌相比，病理性肥厚心肌中HADHA、ACOX1和GOT2的表达水平较低。

结论

HADHA、ACOX1和GOT2的差异表达表明，脂肪酸氧化和线粒体能量代谢的改变是区分生理性和病理性心脏肥大的关键特征。