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背景及目的:血管紧张素受体-脑啡肽酶抑制剂(angiotesin receptor-neprilysin inhibitor,ARNi)除了可以阻断血管紧张素Ⅱ(angiotensin II,AngⅡ)的信号传导外,还可以通过脑啡肽酶抑制剂抑制利钠肽的分解增强利钠肽的作用。近年来关于ARNi的心肌作用的研究偶有报道。心肌肥厚显著增加射血分数保留性心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF)的风险。HFpEF的主要特征是舒张功能障碍。因此,我们动态观察主动脉弓缩窄术(transverse aortic constriction,TAC)后模型小鼠的心脏变化,探讨此模型法能否模拟HFpEF早期心肌肥厚病理过程。评价了沙库巴曲/缬沙坦(sacubitril/valsartan,LCZ696)对TAC诱导的心肌肥厚HFpEF小鼠及对AngⅡ依赖性肥大心肌细胞的干预作用,对可能的机制进行了初步探讨。我们假设LCZ696能减小TAC术后小鼠的心肌肥厚,改善左心室(left ventricular,LV)的重构和舒张功能,其机制可能是通过抑制心肌细胞的肥大及纤维化来实现的。方法:1、将20只8周龄C57BL/6雄性小鼠,随机分为假手术组(Sham组,n=10)和TAC模型组(TAC组,n=10)。记录术前及术后两组小鼠的体重及鼠尾动脉压力变化。应用超声心动图与血流动力学检查分析术后4周与术后8周两组小鼠心脏功能和室腔及室壁厚度变化。应用H-E、免疫组织化学(IHC)和Masson染色观察心脏结构、心肌细胞横截面积和心肌纤维化程度。应用免疫蛋白印迹法(Western Blotting)测定BNP、β-MHC和TGF-β的的蛋白表达水平。2、将TAC术后4周的C57BL/6小鼠随机分为LCZ696组(60mg/kg,n=8)、缬沙坦组(48mg/kg,n=8)及单纯的TAC模型组(n=8)。给药4周。应用超声心动图与血流动力学检查分析不同组间小鼠心脏功能和室腔及室壁厚度变化。应用H-E、IHC和Masson染色观察心脏结构、心肌细胞横截面积和心肌纤维化程度。应用实时荧光定量PCR(qPCR)及Western Blotting测定心室组织中BNP、β-MHC和TGF-β的mRNA、蛋白表达水平。应用ELISA法检测血浆BNP和AngⅡ水平。3、分离培养13d新生SD大鼠左心室肌细胞,分为4组:空白对照组、AngⅡ组(100nM),ARNi组(100nM AngⅡ+1μM LCZ696),缬沙坦组(100nM AngⅡ+1μM缬沙坦)。应用qPCR及Western Blotting法测定心室组织中BNP、β-MHC的mRNA、蛋白表达水平。应用激光共聚焦显微镜分析细胞内游离钙水平。应用Western Blotting测定总CaN、胞浆及胞核NFAT-3c的蛋白表达水平。结果:1、TAC组小鼠主动脉缩窄术后血流峰值速度明显高于假手术组。与假手术组相比,术后TAC组小鼠血压、心重体重比显著升高。超声心动图及血流动力学检查结果显示TAC组小鼠IVSTd、LVPWd、IVRT、EDT、LVEDP和Tau明显增大,TAC组E/A及-dp/dtmax显著降低。H-E染色、IHC染色和Masson染色结果显示TAC组小鼠心肌细胞横截面积及纤维化显著增加。术后4周LVEF、LVFS及+dp/dtmax两组间无统计学差异。Western Blotting分析显示TAC组小鼠的BNP、β-MHC和TGF-β蛋白表达水平明显升高。2、治疗4周后LCZ696组小鼠的室壁厚度、IVRT、EDT、LVEDP及Tau明显降低,而E/A和-dp/dtmax升高。H-E染色、IHC染色和Masson染色显示LCZ696组小鼠心肌细胞横截面积及纤维化明显减小。Western Blotting和qPCR分析显示与其他组相比,LCZ696组小鼠的β-MHC、TGF-β和BNP的蛋白及mRNA表达水平明显降低。3、LCZ696及缬沙坦可以抑制AngⅡ在体外诱导的心肌细胞肥大,LCZ696抑制心肌细胞肥大的作用更强。LCZ696可以降低AngⅡ诱导的游离钙水平,并降低NFATs、BNP及β-MHC的表达。结论:TAC术后4周心脏表现为左室肥厚及左室舒张功能受损,可以模拟早期HFpEF心肌肥大的病理过程。ARNi类药物沙库巴曲/缬沙坦通过抑制BNP、β-MHC和TGF-β减轻了TAC术后舒张功能障碍模型小鼠的心肌肥大和纤维化,从而改善了心脏舒张功能。与独立应用血管紧张素受体拮抗剂(angiotensin receptor blocker,ARB)相比,LCZ696对心脏肥大和心脏纤维化的抑制作用更强。这种效应超出了LCZ696中的ARB作用,得益于LCZ696对脑啡肽酶特异性的抑制。LCZ696可以抑制AngⅡ在体外诱导的心肌细胞肥大,其机制与Ca2+依赖的钙调神经磷酸酶活化T细胞核因子信号转导通路有关。