賈 祁，李 麗，石麗君，吳 迎

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CaN/NFAT信號通路在有氧運動改善高血壓心肌肥大中的作用

賈 祁，李 麗，石麗君，吳 迎

北京體育大學 運動人體科學學院, 北京 100084

目的：探討有氧運動對自發(fā)性高血壓大鼠（spontaneous hypertension rat，SHR）心肌鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶/活化T細胞因子（calcineurin/nuclear factor of activated T cells, CaN/NFAT）信號通路的影響，以及A激酶錨定蛋白150（A-kinase anchoring protein 150，AKAP150）在其中的作用。方法：12周齡雄性SHR以及正常血壓對照組大鼠（Wistar-Kyoto rat，WKY），隨機分為正常血壓安靜組（WKY-SED），正常血壓運動組（WKY-EX），高血壓安靜組（SHR-SED），高血壓運動組（SHR-EX）。運動組進行12周中等強度跑臺運動。12周后取心臟，HE染色、Langendorff離體心臟灌流、免疫組化、免疫細胞熒光、Western blot等方法進行實驗。結果：1）經(jīng)12周有氧運動，WKY和SHR運動組收縮壓均顯著低于各自安靜組；2）與WKY-SED組相比，SHR-SED組左心室內(nèi)壓上升最大速率（maximal rate of increase in left ventricular pressure，+dp/dtmax）、左心室內(nèi)壓下降最大速率（maximal rate of decrease in left ventricular pressure， -dp/dtmax）絕對值顯著降低，SHR-EX組與SHR-SED組相比，+dp/dtmax、-dp/dtmax絕對值顯著升高（＜0.01），左心室收縮壓力（left ventricular systolic pressure，LVSP）升高（＜0.01），LVSP-LVDP 升高（＜0.01）；3）SHR-SED組CaN和AKAP150的熒光強度高于WKY-SED組（＜0.01），CaN表達高于SHR-EX組（＜0.01）；SHR-EX組AKAP150的熒光強度高于SHR-SED組（＜0.01）；4）SHR-SED組CaN、GATA結合蛋白4（GATA bind protein，GATA4）及AKAP150的蛋白表達高于WKY-SED組（＜0.01），p-NFATc3/NFATc3的比值顯著低于WKY-SED組；SHR-EX組CaN、GATA4的表達低于SHR-SED組（＜0.01），p-NFATc3/NFATc3的比值和AKAP150的表達均高于SHR-SED組。結論：有氧運動下調(diào)SHR心臟CaN/NFAT信號通路活性、增加調(diào)節(jié)因子AKAP150的表達，是運動改善其心臟肥大的分子機制之一。

高血壓心肌肥大；CaN/NFAT信號通路；有氧運動；AKAP150

高血壓是多種心、腦血管疾病的重要病因和危險因素，迄今仍然是心血管疾病死亡的主要原因[9,20]。在心肌肥大發(fā)生發(fā)展過程中，細胞內(nèi)鈣信號傳遞途徑是誘導心肌肥大的最重要信號轉(zhuǎn)導通路之一[10]。胞內(nèi)Ca2+增加是導致心肌肥大的最基本信號，是引起初級和次級應答基因變化的一個始動因素和媒介，而鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶/活化T細胞因子（calcineurin/nuclear factor of activated T cells, CaN/NFAT）信號通路在胞內(nèi)Ca2+升高誘導的心肌肥大發(fā)生發(fā)展過程中起關鍵性作用[4,20,33]。活化T細胞核因子（nuclear factor of activated T cells，NFATs）是T細胞激活時調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄因子，它們會吞噬T細胞增殖所需的細胞因子，并在T細胞反應中刺激細胞生長[16]。哺乳動物心臟主要存在NFATc3，NFATc3受Ca2+和CaN的調(diào)控，去磷酸化后暴露核定位信號，在細胞核中與轉(zhuǎn)錄因子GATA結合蛋白4（GATA bind protein 4，GATA4）結合，而GATA4是介入心臟正常生長發(fā)育的關鍵轉(zhuǎn)錄因子，它能調(diào)節(jié)心臟基因表達，NFATc3與GATA4結合后引起與早期免疫反應有關的基因活化，胚胎基因被激活，導致一系列病理變化，形成病理性心肌肥大[5,13,37]。AKAP150（A-kinase anchoring protein 150）為A型錨定蛋白家族中的一員，參與心肌內(nèi)鈣離子循環(huán)[21]及調(diào)節(jié)β1-腎上腺受體（Beta 1-adrenal receptors，β1-AR）信號強度[22]，且存在CaN的結合抑制域，過表達此抑制域可以減弱CaN/NFAT信號通路依賴的心臟肥大[6]。

大量研究表明[11,14,30,35]，運動能夠改善壓力負荷等病理刺激引起的心肌肥大，但是，在自發(fā)性高血壓心肌肥大進展中，有氧運動怎樣改善這一病理過程以及是否通過調(diào)控CaN/NFAT信號通路目前還不明確，CaN的調(diào)控因子AKAP150在其中的作用也不清楚。本研究旨在從整體、器官、細胞及分子水平上觀察有氧運動與心肌肥大的關系，并進一步研究CaN依賴的信號通路在大鼠心肌肥大中的作用及其調(diào)節(jié)機制，藉此為高血壓心肌肥大提供實驗依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 大鼠運動模型的制備、實驗分組

12周齡雄性自發(fā)性高血壓大鼠（spontaneous hypertension rat, SHR）以及正常血壓對照組（wistar-kyoto，WKY），購自北京維通利華實驗動物技術有限公司；隨機分為正常血壓安靜組（WKY-SED），正常血壓運動組（WKY-EX），高血壓安靜組（SHR-SED）和高血壓運動組（SHR-EX），每組各12只。

1.2 心臟離體灌流實驗測定心臟功能

采用ML870B2 Langendorff離體心臟灌流系統(tǒng)檢測大鼠心臟功能，大鼠腹腔注射戊巴比妥鈉（50mg/kg），麻醉后快速取心臟掛于主動脈灌注管上固定，灌流液（mmol/L，NaCl 120；KCl 45；CaCl21.2；MgCl26H2O 1.2；KH2PO41.2；NaHCO320；Glucose 10；KOH調(diào)pH至7.4）以10ml/min的速度灌流，恢復自主跳動并穩(wěn)定后插入球囊，連接電極，記錄心室壓、灌注壓、心臟表面心電圖等指標。所有指標采用Labchart7分析處理。

1.3 病理學指標

開胸取心臟，迅速剪去多余組織，稱取心臟重量（heart weight，HW）；沿房室環(huán)剪去心房及右室游離壁，稱取左心室重量（left ventricular weight，LVW），計算LVW與HW之比即為左心室質(zhì)量指數(shù)（left ventricular mass index，LVMI）。最后置于4％多聚甲醛固定液中固定，常規(guī)石蠟包埋，進行HE染色。橫切組織，切片厚5μm；經(jīng)脫蠟、水化、染色、脫水、透明、封片等步驟后在鏡下拍照。

將處理好的左心室放在4%的多聚甲醛溶液中固定24 h，分別在20%和30%的蔗糖溶液中脫水12 h，將心臟取出，組織被OCT包裹迅速置于液氮中冷卻，冠狀切片。經(jīng)免疫組化染色、蘇木素復染、梯度酒精復染、二甲苯透明和封片后，每片隨機抽取5個不相重疊的視野，1X71倒置相差顯微鏡（Olympus，Japan）拍照。Image Pro Plus軟件進行平均光密度分析。

1.4 心肌細胞急性分離

麻醉后迅速取心置于4℃無鈣臺式液中（mmol/L，NaCl 135；KCl 5.4；MgCl21；NaH2PO40.33；Glucose 10；HEPES 5；pH用NaOH調(diào)至7.4，充混合氣飽和）剪除多余組織。迅速掛于Langendorff離體心臟灌流儀上，無鈣臺式液灌流20 min，流速8 ml/min。分離心肌細胞：使用Ⅱ型膠原酶配制50 ml酶液，持續(xù)灌流30 min左右，剪下心尖部，置于保存液中，將細胞從組織中刮落。200目過濾網(wǎng)過濾入10 ml離心管中。加入保存液至10 ml靜置15 min，棄上清，如此反復靜置3次。

1.5 細胞免疫熒光

急性分離的心肌細胞4℃貼壁60 min后，4%多聚甲醛固定30 min，加入0.2%Triton X-100膜打孔10 min，10%山羊血清封閉后，分別滴加一抗Rabbit Polyclonal to Anti-CaN（濃度為1∶250，Alomone, Israel），Rabbit Polyclonal to Anti-AKAP150（濃度為1∶250，Alomone, Israel），4℃過夜。次日避光加入熒光二抗Alexa Fluor488 goat anti-rabbit IgG antibody（濃度為1∶500）室溫孵育1 h后，用抗淬滅封片劑ProLong Gold Antifade Mountant封片，室溫避光干燥保存，24 h后可用激光共聚焦系統(tǒng)（SP5TCS, Leica, Germany）采集信號。

1.6 蛋白免疫印跡分析

每組選取6只大鼠進行心肌CaN、NFATc3、p-NFATc3、GATA4和AKAP150蛋白免疫印跡分析，因NFATc3去磷酸化無法檢測，故對p-NFATc3/NFATc3進行分析。大鼠腹腔麻醉，將處理好的左心室放入-80 ℃冰箱保存。稱取100 mg組織，迅速加入500μL RIPA裂解液，用勻漿器在冰水浴中勻漿10次，每次4～5 s，間隔4～5 s。將勻漿液于4 ℃以13 000 g離心30 min，取上清待測。按照常規(guī)操作進行蛋白濃度的測定、電泳樣品制備、聚丙烯酰胺凝膠（SDS-PAGE）電泳、轉(zhuǎn)膜、5%BSA封閉2 h。加入用0.01 mol/L TBST稀釋的一抗(anti-CaN 1:400，GAPDH 1： 1 000，anti-NFATc3 1:250，anti-p-NFATc3 1:500，anti-AKAP150 1:400，anti-GATA4 1:1 000)，室溫脫色搖床上搖動孵育1 h，4 ℃孵育過夜。0.01 mol/L TBST漂洗3次，加入用辣根過氧化物酶標記二抗孵育1 h。免疫蛋白活性由增強化學發(fā)光法檢測，用Image LabTM Software軟件進行半定量分析。

1.7 統(tǒng)計分析

2 結果

2.1 體重與血壓

有氧運動前WKY-EX組和SHR-EX組收縮壓與各自安靜組比較均無顯著性差異，SHR組的收縮壓為209±14 mmHg，顯著高于WKY組（144±13 mmHg,＜0.01）；12周有氧運動后，WKY-SED組（156±12 mmHg）高于WKY-EX組收縮壓（132±14 mmHg，＜0.05）；SHR-SED組收縮壓（222±11 mmHg）顯著高于WKY-SED組（156±12 mmHg，＜0.01）；SHR-SED組收縮壓顯著高于SHR-EX組（196±18 mmHg，＜0.01），說明經(jīng)過有氧運動干預后自發(fā)性高血壓大鼠的血壓有顯著的改善。

2.2 運動改善SHR心臟功能

左心室內(nèi)壓上升最大速率（maximal rate of increase in left ventricular pressure，+dp/dtmax）和左心室收縮壓力（left ventricular systolic pressure，LVSP），可以評估心臟收縮功能；反映心臟舒張功能的指標包括左心室內(nèi)壓下降最大速率（maximal rate of decrease in left ventricular pressure，-dp/dtmax）和左心室舒張壓力（left ventricular diastolic pressure，LVDP）。利用Langendorff離體心臟灌流系統(tǒng)的測試，結果顯示：SHR-SED組與WKY-SED組相比，+dp/dtmax降低（＜0.01），-dp/dtmax絕對值降低（＜0.05），LVSP降低（＜0.01），LVSP-LVDP降低（＜0.05），表明自發(fā)性高血壓大鼠的心臟功能顯著較正常大鼠降低；12周有氧運動后，SHR-EX組離體心臟功能明顯好于SHR-SED組，結果為+dp/dtmax升高（＜0.01），-dp/dtmax絕對值升高（＜0.05），LVSP升高（＜0.01），LVSP-LVDP升高（＜0.01）。結果如圖1、表1所示。

2.3 運動對各組大鼠心臟形態(tài)的影響

各組大鼠心臟大體觀可見圖2A。利用HE染色的方法觀察各組大鼠心肌形態(tài)的變化，結果發(fā)現(xiàn)：SHR-SED組心肌細胞腫脹，細胞間排列疏松，心肌纖維斷裂、融合，個別視野心肌間質(zhì)纖維化，橫截面上可見心肌細胞直徑增寬，單個心肌細胞面積明顯增加；SHR-EX組的心肌細胞較安靜組排列更整齊、致密，細胞橫截面積及直徑都相對減?。▓D2B）。

以LVW/HW比值作為心臟肥大指數(shù)反映大鼠心肌肥大的程度，結果顯示：SHR-SED組、SHR-EX組與WKY-SED組相比肥大指數(shù)明顯增加（表2）。

圖1 離體心臟灌流左心室壓力與最大上升/下降速率圖

Figure1. Graph of Left Ventricular Pressure and Maximum Increase/Decrease Rate

注：圖A為各組左心室壓力-時間曲線；圖B為各組dp/dt曲線圖。

表1 各組大鼠離體心臟功能指標

注：與WKY-SED相比，#＜0.05，##＜0.01；與SHR-SED相比，*＜0.05，**＜0.01；下同。

圖2 有氧運動對大鼠心臟結構的影響

Figure 2. Effects of Aerobic Exercise on the Heart Structure of Rats

注：圖A為各組大鼠心臟大體觀察，標尺=5 mm；圖B為各組大鼠心肌HE染色圖(×400)，標尺=20 μm。

表2 各組心臟肥大指數(shù)

2.4 運動對各組大鼠心肌信號通路蛋白表達的影響

利用Western blot技術檢測了各組大鼠心肌內(nèi)CaN的蛋白表達量，結果顯示：SHR-SED組高于WKY-SED組（＜0.01）；SHR-SED組高于SHR-EX組（＜0.01），WKY-SED組與WKR-EX組沒有顯著性差異，提示，SHR-SED組的CaN的表達顯著增多，而經(jīng)過有氧運動干預后CaN的表達顯著下調(diào)。各組大鼠NFATc3總蛋白的表達沒有顯著性差異，但WKY-SED組p-NFATc3/NFATc3高于SHR-SED組（＜0.05）；SHR-EX組p-NFATc3/NFATc3高于SHR-SED組（＜0.05），表明自發(fā)性高血壓大鼠心肌中NFATc3去磷酸化顯著高于正常血壓安靜組，而經(jīng)過有氧運動干預后自發(fā)性高血壓大鼠心肌中NFATc3的去磷酸化減少。檢測各組大鼠心肌中GATA4的蛋白表達，結果顯示：SHR-SED組高于WKY-SED組（＜0.01）；SHR-SED組高于SHR-EX組（＜0.05），故SHR-SED組心肌中GATA4的表達顯著上調(diào)，而有氧運動有效下調(diào)其表達。檢測了各組大鼠心肌內(nèi)AKAP 150的蛋白表達，結果顯示：SHR-SED組高于WKY-SED組（＜0.01）；SHR-EX組高于SHR-SED組（＜0.01）；WKY-EX組高于WKY-SED組。以上結果表明，自發(fā)性高血壓大鼠的AKAP150的表達顯著增多，而有氧運動的干預不管是在自發(fā)性高血壓大鼠或者是正常血壓大鼠的心肌中均上調(diào)了AKAP150的表達（＜0.01，圖3）

2.5 運動對各組大鼠心肌組織CaN、AKAP150表達和分布的影響

免疫組織化學方法觀察了各組大鼠CaN在左心室的表達和分布，結果顯示：SHR-SED組CaN陽性強度高于WKY-SED組（＜0.01）；SHR-SED組高于SHR-EX組（＜0.01）；AKAP150的結果顯示：SHR-SED組陽性強度高于WKY-SED組（＜0.01）；WKY-EX組高于WKY-SED組（＜0.01）；SHR-EX組高于SHR-SED組（＜0.01，圖4）。以上結果表明，自發(fā)性高血壓大鼠心肌中CaN和AKAP150的表達較正常血壓組顯著增多，而有氧運動的干預能有效降低CaN的表達，上調(diào)AKAP150的表達。

2.6 運動對各組大鼠左心室心肌細胞內(nèi)CaN和AKAP150表達及分布的影響

免疫熒光技術及激光共聚焦成像觀察各組大鼠心臟單個心肌細胞CaN和AKAP150表達及分布。如圖5A所示，CaN顯示為紅色熒光；AKAP150顯示為綠色熒光，二者共定位顯示為黃色熒光，如圖5顯示，SHR-SED組的黃色熒光最為明顯，說明CaN與AKAP150的共定位最多。分析熒光強度表明，與WKY-SED組相比，SHR-SED組、WKY-EX組CaN和AKAP150熒光強度顯著升高（＜0.01，圖5B、C）；與SHR-SED組相比，SHR-EX組CaN熒光強度顯著下降（＜0.01），AKAP150顯著升高（＜0.01，圖5C）。

圖3 有氧運動對各組大鼠心肌信號通路蛋白表達的影響

Figure 3. Effect of Aerobic Exercise on Protein Expression of Signaling Pathway in Rats Myocardial

注：圖A為各組大鼠心肌CaN、GATA4、AKAP150、NFATc3、p-NFATc3及對應GAPDH的Western blot圖；圖B、C、D、E分別為CaN、GATA4、AKAP150、p-NFATc3/NFATc3蛋白表達統(tǒng)計圖。與WKY-SED相比，#＜0.05，##＜0.01；與SHR-SED相比，*＜0.05，**＜0.01；下同。

圖4 有氧運動對各組大鼠心肌CaN、AKAP150表達及分布的影響

Figure 4. Protein Expression and Distribution of CaN、AKAP150 in Rats Myocardial

注：圖A、B分別是各組大鼠心肌CaN、AKAP150的蛋白免疫組化染色圖；圖C、D分別CaN、AKAP150的蛋白表達統(tǒng)計圖。棕色顆粒代表陽性反應，標尺=50 μm。

圖5 各組大鼠心肌細胞CaN、AKAP150蛋白表達與分布

Figure 5. Expression and Distribution of CaN and AKAP150 in Rats Myocardial Cells

注：圖A為各組熒光標記心肌細胞代表圖，藍色熒光為細胞核；圖B、C為各組細胞CaN、AKAP150蛋白相對熒光強度統(tǒng)計圖。

3 討論

本研究采用Langendorff離體心臟灌流系統(tǒng)研究心臟功能，它的優(yōu)勢在于排除了神經(jīng)、體液因素以及心臟前后負荷對心功能的影響[31]。該設備測得反映心臟功能的指標主要是左心室內(nèi)壓最大速率（maximal rate of increase in left ventricular pressure, ±dp/dtmax）和LVSP，其中，+dp/dtmax是評估心臟收縮功能的常用指標，可以反映心肌收縮性。-dp/dtmax可反映左心室的充盈程度、舒張功能及心室順應性，常作為心肌舒張參數(shù)和評估心肌早期舒張功能改變的敏感指標[15]。有研究表明，SHR 8周齡時左心室收縮功能開始減退，12周齡時左心室舒張功能出現(xiàn)異常[17]，故本研究所選擇的12周齡SHR能夠比較全面的了解其心功能的病理生理發(fā)展進程及干預效果。本研究顯示，SHR-SED與WKY-SED組相比±dp/dtmax絕對值下降，這說明此階段已出現(xiàn)明顯的舒張功能損傷；SHR-EX組±dp/dtmax絕對值、LVSP、LVSP-LVDP升高，收舒功能均得到有效改善，表明有氧運動能有效改善高血壓大鼠心臟功能。HE染色與肥大指數(shù)的結果均顯示了SHR組心臟結構的變化。綜上可知，從心臟大體形態(tài)、病理組織學和血流動力學等多方面表明SHR心肌肥大明顯，心臟功能嚴重損害，而在12周規(guī)律有氧運動后從結構和功能方面都有明顯的改善。

許多研究表明，CaN/NFAT信號通路在壓力負荷引起的心肌肥大中有重要的作用[23,32,38]。CaN過表達能夠明顯增加心臟大小，并最終誘導心衰[25]；使用CaN抑制劑后，抑制劑組心肌肥大較對照組明顯改善[26]；敲除CaN能夠有效抑制肥大基因的表達，并且在一定程度上改善心肌肥大的病理進程[36]。而有氧運動能夠減少心衰[18]、肥厚型心肌病[2]等心肌內(nèi)CaN/NFAT信號通路的活化而改善心臟功能。Oliveria等[29]研究報道，運動可以減弱心肌細胞內(nèi)NFATc3的轉(zhuǎn)移，降低肥大因子GATA4的表達。本實驗室前期研究表明[1]，有氧運動能夠有效抑制腸系膜動脈中CaN/NFAT信號通路的表達，改善血管功能。在此基礎上本研究針對高血壓對于心臟的影響進行進一步的研究，結果顯示，SHR-SED組CaN及其下游信號GATA4的蛋白表達均顯著高于WKY-SED組，p-NFATc3/NFATc3的比值顯著低于WKY-SED組，即表示SHR-SED組心肌中NFATc3去磷酸化增多，免疫組化顯示SHR-SED組CaN的分布較WKY-SED組更密集，陽性顯色顯著增多。表明CaN/NFAT信號通路是導致SHR心肌肥大的機制之一。SHR-EX組CaN/NFAT信號通路相關蛋白的表達及NFATc3的去磷酸化均顯著低于SHR-SED組，這說明有氧運動有效降低了CaN/NFAT信號通路各蛋白的活性，而CaN/NFAT信號通路為病理性心肌肥大必不可少的致病因素，從而可知，有氧運動降低了SHR對于病理性刺激引起的心肌肥大的應答，改善了SHR病理性心肌肥大的發(fā)生發(fā)展。而在正常血壓組的以往研究表明，由運動形成的生理性心肌肥大也存在CaN/NFAT信號通路的參與，但根據(jù)不同的運動方式和強度有著不同的變化[34]。本研究結果顯示，WKY-EX組CaN的熒光強度較WKY-SED組增加，但是CaN/NFAT信號通路相關蛋白表達與WKY-SED組均無顯著差異，提示，中等強度有氧運動對正常血壓大鼠心肌中CaN/NFAT信號通路的影響較小。

AKAP150在心臟中的作用復雜，且因不同病理性刺激，可以結合不同的酶而調(diào)節(jié)產(chǎn)生不同的細胞功能[7]。有研究表明，AKAP150能夠影響心臟重塑。例如交感神經(jīng)刺激下培養(yǎng)的成年心肌細胞中，AKAP150與caveolin-3相互作用影響心肌細胞中鈣瞬態(tài)的產(chǎn)生，由此推斷它可能參與心肌細胞鈣離子的循環(huán)[27]，因為心肌細胞中鈣離子的增多正是引起心肌肥大的中心環(huán)節(jié)[10]。早期研究發(fā)現(xiàn)，AKAP150存在CaN的結合域，可以非競爭性抑制CaN的活性，在高表達此結合域的情況下，能夠抑制NFAT依賴的心肌肥大[3]。在敲除AKAP150的轉(zhuǎn)基因小鼠中，CaN的活性增加，出現(xiàn)顯著的心臟肥大和心功能不全[24]。此外，AKAP150與CaN的結合對于β1-AR的循環(huán)轉(zhuǎn)運有非常重要的作用，使AKAP150通過調(diào)控心肌中β1-AR的信號強度來起到保護心臟的作用[2,22]。心肌梗死后，AKAP150與CaN形成的復合物可調(diào)控NFAT的核轉(zhuǎn)位，下調(diào)心肌細胞內(nèi)Kv通道[28]。提示，不同的病理性刺激下，AKAP150可能可以錨定CaN產(chǎn)生不同的作用。自發(fā)性高血壓中AKAP150的研究較少，有關運動對其的作用也鮮有報道，但其與CaN/NFAT信號通路又有著密切的關系，故本研究對此進行了一些表象的研究。早期研究表明AKAP150存在非競爭性抑制CaN的抑制性結合域[3]，而本研究結果顯示，SHR-EX組CaN表達顯著減少，AKAP150的表達顯著高于SHR-SED組，CaN與AKAP150的結合增多，故可推測AKAP150的作用機制為通過結合CaN，抑制后者活性以保護心臟，而運動后AKAP150表達顯著增多提示，有氧運動能促進AKAP150的表達，改善心肌肥大的病理進程。而本研究結果同樣顯示，SHR-SED組AKAP150的蛋白表達顯著多于WKY-SED組，以往研究中并未有關于自發(fā)性高血壓大鼠心肌中AKAP150變化的研究，但是有研究發(fā)現(xiàn)，敲除AKAP150的轉(zhuǎn)基因小鼠出現(xiàn)心臟肥大和心功能不全[10]；AKAP150敲除小鼠會產(chǎn)生年齡依賴性的心臟肥大、血管腔擴大和心功能障礙[12]；而過表達AKAP150能夠減弱限制型心肌病轉(zhuǎn)基因小鼠的心肌肥大[6]，以上可以得出AKAP150作為心臟保護作用的依據(jù)。故結合以往研究結果提示，在SHR心肌肥大代償期，AKAP150有可能為代償性增多，達到一種負反饋的調(diào)節(jié)作用，但若要詳細系統(tǒng)的解釋此結果還需進一步研究求證。另一方面本研究顯示，WKY-EX組與WKY-SED組相比AKAP150蛋白表達明顯增多，提示在生理性心肌肥大中，AKAP150可能參與其他信號通路來調(diào)控心肌細胞功能，其調(diào)控機制還需后續(xù)實驗研究。

本研究表明，6月齡SHR-SED組表現(xiàn)出明顯的心臟肥大，心臟收縮功能和舒張功能明顯下降，心臟質(zhì)量顯著大于正常對照組，心肌組織排列紊亂、稀疏，心肌纖維斷裂等，心肌細胞明顯肥大，而經(jīng)過12周有氧運動的SHR-EX組心臟結構、收縮功能和舒張功能較安靜組均有顯著改善。而在自發(fā)性高血壓引起的心臟肥大中CaN/NFAT信號通路的激活，是對病理性刺激的一種應答反應，長期規(guī)律的有氧運動能有效降低此信號通路的活性，并同時增加AKAP150的表達，抑制CaN的活性，從而減少病理性應答，改善心臟功能。

4 結論

規(guī)律有氧運動通過下調(diào)6月齡SHR心臟CaN/NFAT信號通路活性、增加調(diào)節(jié)因子AKAP150的表達，改善心臟功能，是運動改善其心臟肥大的分子機制之一。

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The Role of CaN/NFAT Signaling Pathway in Aerobic Exercise-induced Improvement of Cardiac Hypertrophy in Hypertension

JIA Qi, LI Li, SHI Li-jun, WU Ying

Beijing Sport University, Beijing 100084, China.

Objective: The purpose of this study was to investigate the effects of aerobic exercise on the CaN/NFAT signaling pathway in SHR myocardial cells, and the role of the AKAP150. Methods: 12-week-old male SHR and WKY rats were randomly assigned to sedentary groups (SHR-SED, WKY-SED) and exercise training groups (SHR-EX, WKY-EX). Exercise groups were performed a 12-week moderate-intensity treadmill running. After 12 weeks, the myocardial cells were enzymatically isolated. The experimental methods include HE staining, the Langendorff technique of isolated heart perfusion, immunohistochemistry, immune cell fluorescence, Western blot. Results: 1) After 12 weeks of exercise, SBP in both WKY-EX and SHR-EX were significantly lower than that of their sedentary counterparts. 2) Compared with the WKY-SED group, the SHR-SED group +dp/dtmax, -dp/dtmaxsignificantly decreased, and the SHR-EX group was significantly higher than the SHR-SED group, +dp/dtmaxsignificantly increased, -dp/dtmaxdecreased (＜0.01), LVSP increased (＜0.01). 3) The fluorescence intensity of CaN and AKAP150 in the SHR-SED group was higher than WKY-SED group (＜0.01), and the fluorescence intensity of the SHR-EX group AKAP150 was higher than SHR-SED group (＜ 0.01), and the expression of CaN was lower than the SHR-SED group (＜0.01). 4) The protein expression of CaN and AKAP150 in the SHR-SED group was higher than that in the WKY-SED group (＜0.01). The expression of p-NFAT in the SHR-SED group was significantly lower than that the WKY-SED group. The expression of the SHR-EX group CaN be lower than the SHR-SED group (＜ 0.01), and the expression of p-NFAT and AKAP150 is higher than the SHR-SED group. Conclusion: Aerobic exercise reduced the activity of the CaN/NFAT signaling pathway and increased the expression of AKAP150 in the SHR myocardial, which is one of the molecular mechanisms to improve the hypertrophy of the heart.

G804.5

A

2017-12-19；

2018-12-06

國家自然科學基金項目(31771312);中央高校基本科研業(yè)務費專項資金資助項目(2017QN010)。

賈祁,女,碩士研究生,主要研究方向為運動和心血管生理學,Email: 980712411@qq.com。

吳迎,男,講師,博士,主要研究方向為運動與心血管生理學,Email:wuying@bsu.edu.cn。

1000-677X(2018)12-0045-08

10.16469/j.css.201812005