藉由李宋小型豬探討粒線體於肥胖心肌病變中之影響

關鍵字: 李宋豬,肥胖心肌病變,粒線體動態平衡,DRP1,心包脂肪,內質網壓力,細胞自嗜, Lee-Sung miniature pigs,obesity cardiomyopathy,mitochondrial dynamics,DRP1 ... Skipnavigation NTUThesesandDissertationsRepository 生物資源暨農學院 動物科學技術學系 請用此HandleURI來引用此文件： http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/72679 標題: 藉由李宋小型豬探討粒線體於肥胖心肌病變中之影響Theroleofmitochondriainvolvedinobesity cardiomyopathyintheLee-Sungminipigmodel 作者: Sin-JinLi李欣瑾 指導教授: 陳靜宜(Ching-YiChen) 關鍵字: 李宋豬,肥胖心肌病變,粒線體動態平衡,DRP1,心包脂肪,內質網壓力,細胞自嗜,Lee-Sungminiaturepigs,obesitycardiomyopathy,mitochondrialdynamics,DRP1,pericardialfat,ERstress,autophagy, 公開日期: 2019 學位: 博士 摘要: 根據世界衛生組織調查，心臟疾病盤踞著全球十大死因第一位長達十五年之久。

因心臟為一高度氧化代謝之器官，故粒線體對於維持心臟正常功能扮演著重要的角色。

近來粒線體動態平衡(mitochondrialdynamics)常與心血管疾病共同探討。

然而，粒線體動態平衡於肥胖心肌病變(obesitycardiomyopathy)致病機轉中所扮演之角色尚未釐清。

於本試驗中，我們建立藉由高脂飼糧之餵飼誘導李宋小型豬產生肥胖誘發之心肌病變。

這些肥胖心肌病變豬隻，具有較重之體重、異位脂肪堆積且具代謝症候群之情況。

內質網壓力(endoplasmicreticulumstress)、細胞自嗜(autophagy)及脂毒性(lipotoxicity)參與了豬隻肥胖心肌病變之進程。

此外，更發現心肌病變豬隻其心臟中之腺苷三磷酸(ATP)較低。

因此，本篇研究進一步藉由體外及體內試驗，以釐清粒線體動態平衡於肥胖心肌病變中之角色。

我們發現肥胖心肌病變豬隻，具心臟氧化壓力、損傷粒線體生合成、動態平衡失衡及誘導粒線體自嗜。

為了進一步釐清粒線體動態平衡於高脂飼糧誘發心肌病變中之機制，棕櫚酸處理予H9C2細胞以誘發脂毒性。

在體外模式中，棕櫚酸破壞粒線體動態平衡並造成細胞死亡，而抑制粒線體分裂(fission，抑制DRP1表現)之情況下，於最初可維持粒線體功能並增加細胞存活率。

然而，當延長棕櫚酸處理後，不論siDRP1功能存在與否，基礎粒線體氧化功能皆下降。

同時，我們也發現，心臟周邊具有較多之心包脂肪堆積(pericardialadiposetissue)。

肥胖豬隻之心包脂肪具有較高量之IL-6及丙二醛(malondialdehyde)。

為了進一步了解，是否心包脂肪分泌物質對於肥胖心肌病變中粒線體具有局部調節作用，H9C2細胞將給予心包脂肪之條件培養基(conditionedmedium)進行處理。

結果顯示，處理心包脂肪條件培養基之組別，其粒線體呼吸作用及ATP產量被抑制，因此造成H9C2之細胞凋亡反應。

而粒線體動態平衡或粒線體自嗜作用之相關蛋白質表現皆下降。

綜上所述，此結果指出粒線體動態平衡參與高脂飼糧誘導心肌纖維化之進程。

體外模式證實，循環性影響(棕櫚酸)及局部調節(心包脂肪分泌物質)皆參與高脂飼糧造成之心肌病變。

棕櫚酸及心包脂肪分泌物質兩者皆造成粒線體功能損傷及誘導細胞死亡，而抑制過多粒線體分裂作用於脂毒性初期時，可給予細胞延長壽命之優勢，但當延長棕櫚酸處理時，並無法恢復粒線體功能。

儘管有其侷限性，但我們奠定了具潛力的新治療策略的關鍵階段，藉由siDRP1而降低肥胖心肌病變之風險。

AccordingtotheWorldHealthOrganization,heartdiseasesremainedinthetoprankoftenleadingcausesofdeathgloballyinthelast15years.Theheartisahighlyoxidativetissueandmitochondriaplayacriticalroleinmaintainingoptimalcardiacfunction.Recently,mitochondrialdynamicshavebeenconnectedwithcardiovasculardiseases(CVD).However,theexactroleofmitochondrialdynamicsinthepathogenesisofobesitycardiomyopathy(OCM)remainsunclear.Inpresentstudy,weestablishedanOCMminipigmodelbyhigh-fatdiet(HFD)feedingfor6months.TheseOCMpigshadaheavierbodymass,accumulatedmoreectopicfat,andexhibitedmetabolicsyndrome.Theendoplasmicreticulumstress,autophagy,andlipotoxicitywereparticipatedinthecardiacpathologicalmechanismofOCMpigs.Moreover,adecreasingcardiacATPproductionwasobservedintheseOCMpigs.Therefore,theaimofthisstudywastoelucidatetheroleofmitochondrialdynamicsinOCM,invitroandinvivo. Wefoundthatenhancedcardiacoxidativestress,impairmentofmitochondrialbiogenesisanddynamics,andinducedmitophagywereinvolvedintheOCMpigs.TofurtherelucidatethemechanismsofmitochondrialdynamicsinvolvedinHFD-inducedcardiomyopathy,palmitatewasusedtoinducelipotoxicityinH9C2cells.Inthecellmodel,palmitatedisruptedmitochondrialdynamicsandinducedcelldeath,whereasinhibitionofmitochondrialfission(DRP1)attheonsetoflipotoxicitymaintainedthemitochondrialfunctionandcellsurvival.However,therewaslowerbasalmitochondrialoxidativefunctionafterprolongedpalmitatetreatmentregardlessofthefunctionalityofsiDRP1waspresentornot.Meanwhile,therewasmorepericardialadiposetissue(PAT)accumulationaroundtheheart.AnelevatedcontentofIL-6andmalondialdehydewasfoundinthePATofobesepigs.ToexaminewhetherlocaleffectofPATsecretomesregulatedthemitochondrialfunctioninOCM,H9C2cellsweretreatedwithPAT-conditionedmedium(CM).PAT-CMinhibitedbasalmitochondrialrespirationandATPproduction,thusleadingtoapoptosisofH9C2cells.Theproteinexpressionsofmitochondrialdynamics-andamitophagy-relatedproteinweresuppressedbyPAT-CM. Inconclusion,theresultsindicatedthatmitochondrialdynamicswasinvolvedintheprogressionofHFD-inducedcardiacpathogenesis.ThemodelinvitrodemonstratedthatHFDcausedcardiomyopathyviasystemiceffect(palmitate)andlocalregulation(PATsecretomes).BothpalmitateandPATsecretomesdisruptedmitochondrialfunctionsandinducedcelldeath,whereasinhibitingexcessivemitochondrialfissionattheonsetoflipotoxicityprovidedaprolongedsurvivaladvantage,butdidnotrestoremitochondrialfunctionafterprolongedlipotoxicitybypalmitate.Despitethelimitation,weshowedacriticalstageforpotentialnewtherapeuticstrategiestoreducetheriskofOCMviasiDRP1. URI: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/72679 DOI: 10.6342/NTU201902107 全文授權: 有償授權 顯示於系所單位：動物科學技術學系 文件中的檔案： 檔案 大小格式  ntu-108-1.pdf 作者未授權公開取用7.13MBAdobePDF 顯示文件完整紀錄 系統中的文件，除了特別指名其著作權條款之外，均受到著作權保護，並且保留所有的權利。