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目的短链酰基辅酶A脱氢酶(Short-chain acyl-Co A dehydrogenase,SCAD)是脂肪酸β氧化的限速酶,能够特异性地分解短链酰基辅酶A底物。前期研究表明,SCAD在调控心肌肥大以及心肌细胞凋亡中有着重要作用。本课题旨在研究SCAD在心肌纤维化中的作用,探讨游泳运动以及过氧化物酶体增殖物活化受体a(peroxisome proliferator-activated receptora,PPARa)对SCAD表达的影响,为确立SCAD作为心肌纤维化防治的新靶点提供理论依据。方法1.采用自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR)心肌纤维化模型,并观察游泳运动对其的影响,检测SCAD的m RNA、蛋白表达、酶活性变化、ATP含量、脂肪酸代谢变化以及相关心肌纤维化指标。2.原代培养心肌纤维化动物模型的心脏成纤维细胞(cardiac fibroblasts,CFs),检测SCAD的表达量、酶活性的改变、ATP含量以及脂肪酸代谢的变化,并观察游泳运动对其的影响。同时检测纤维化因子collagen I、collagen III以及a-SMA的变化。3.采用血管紧张素II(angiotensin,Ang II)刺激原代培养的心脏成纤维细胞,构建体外的心肌纤维化细胞模型。检测SCAD的m RNA以及蛋白变化。进一步采用SCAD最优干扰序列siRNA-1186刺激心脏成纤维细胞,检测SCAD的表达量、酶活性、ATP含量以及脂质代谢的变化,同时检测细胞增殖、collagen I、collagen III、a-SMA以及羟辅氨酸含量的变化。并且与Ang II诱导的心肌纤维化细胞模型相比较。4.采用PPARa激动剂非诺贝特(Fenofibrate,Feno)(10mM)预处理30 min后,再以Ang II或者siRNA-1186刺激原代培养的心脏成纤维细胞。检测PPARa和SCAD的m RNA、蛋白表达变化、SCAD酶活性的变化、ATP含量、脂质代谢的变化,同时检测细胞增殖,collagen I、collagen III、a-SMA以及羟辅氨酸含量的变化。结果1.SHR在20周龄时表现为心肌纤维化,SCAD的表达以及酶活性显著下调,脂肪酸β氧化速率、ATP含量、脂肪酸摄取显著下降;胶原以及a-SMA显著上调。SHR游泳运动组经过12周游泳耐力训练后,心肌纤维化明显改善,胶原以及a-SMA显著下调。同时,SCAD表达以及酶活性显著上调,ATP含量以及脂肪酸氧化能力显著增加。2.与对照组相比,SHR大鼠心脏成纤维细胞中SCAD的表达和酶活性显著下降,且脂肪酸氧化水平显著降低,而纤维化因子collagen I、collagen III以及a-SMA在m RNA和蛋白水平均明显上调;相反,SHR游泳组大鼠的心脏成纤维细胞中SCAD的表达和酶活性显著升高,脂肪酸氧化水平显著提升,而纤维化因子collagen I、collagen III以及a-SMA在m RNA和蛋白水平均明显下调,且心脏成纤维细胞增殖被明显抑制,其变化趋势与动物实验一致。3.Brd U ELISA结果显示:原代培养的心脏成纤维细胞增殖具有Ang II浓度和时间依赖性,且在Ang II浓度大于100n M,作用时间大于24h时,具有显著性差异。Western Blot和RT-PCR结果显示,在Ang II浓度为100n M,作用时间为36h和48h时,SCAD的表达量下降更为显著。Si RNA-1186或Ang II刺激的心脏成纤维细胞中SCAD的表达量显著下调,酶活性显著下降,脂肪酸氧化水平明显降低,ATP含量明显降低;与此同时,siRNA-1186能诱导心脏成纤维细胞增值率显著上升,纤维化因子collagen I、collagen III以及a-SMA显著上升,与Ang II诱导的心肌纤维化细胞模型程度一致。4.与siRNA-1186组相比,Feno+siRNA-1186组中SCAD和PPARα的表达量均显著上调,酶活性显著升高,脂肪酸氧化水平明显上升,ATP含量明显升高,心脏成纤维细胞增值率、纤维化因子collagen I、collagen III以及a-SMA显著下降;与Ang II组相比,Feno+Ang II组中SCAD和PPARα的表达量亦明显上调,酶活性显著升高,脂肪酸氧化水平明显上升,ATP含量明显升高;且Feno预处理后心脏成纤维细胞增殖被明显抑制,纤维化因子collagen I、collagen III以及a-SMA显著下降。结论SCAD表达下调与心肌纤维化密切相关,游泳运动可能通过上调SCAD表达,从而改善心肌纤维化。SCAD对心肌纤维化的调控作用由PPARα介导,SCAD可能作为心肌纤维化防治的新靶点。