致心律失常性右室心肌病脂肪性质鉴定及脂质组学研究

发布时间：2018-12-15 02:24

【摘要】：研究背景:致心律失常性右室心肌病(Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy,ARVC)是一种常以右心室壁脂肪纤维化浸润为特征性病理改变的罕见心肌病。目前已知人体脂肪可分为白色脂肪和棕色脂肪。白色脂肪功能包括储存能量及产生激素等,而棕色脂肪功能则以在遇冷时产热为主。白色脂肪可以在生命周期内不断从间质细胞分化产生,而棕色脂肪则在胚胎阶段分化发育并随着年龄增长而减少。白色脂肪的分化发育的重要调控分化因子为PPAR-γ及RXR,而棕色脂肪则为PRDM16及PGC-1因子。现有观点认为正常心表脂肪属于白色脂肪,但也有报道发现心表脂肪可见棕色脂肪标志物解偶联蛋白(Uncoupling protein-1,UCP-1)表达,提示其可能为棕色脂肪。ARVC脂肪浸润多数由心外膜向心内膜方向推进,而心外膜可以分化为心表脂肪,所以不能排除ARVC脂肪可能是由于心表脂肪或心外膜脂肪过度病理性浸润造成的。ARVC究竟为白色或棕色脂肪尚未见报道,ARVC脂肪性质的鉴定对于补充鉴别目前ARVC脂肪细胞来源多种不同细胞系及脂肪化机制有重要提示意义。研究目的:旨在明确ARVC浸润部位脂肪性质。研究方法:获取致心律失常性心肌病患者右心室全层心室壁组织(n=8)、人胸骨上窝脂肪(n=10)、人前纵隔脂肪(n=10)、人心表脂肪(n=10)及人皮下脂肪组织(n=10),通过UCP-1免疫组织化学染色及蛋白免疫印迹法鉴定以上部位脂肪中是否有阳性表达;同时,借助Masson三色染色及HE染色鉴定脂肪细胞形态特征。研究结果:综合免疫组织化学和蛋白免疫印迹实验结果显示,致心律失常性心肌病右室浸润脂肪为UCP-1阴性,而人胸骨上窝脂肪及人前纵隔脂肪皆可见到UCP-1阳性表达。人心表脂肪及人皮下脂肪组织中UCP-1全部为阴性。形态学方面,ARVC浸润脂肪符合白色脂肪细胞特征:脂肪细胞直径介于15-150um之间,细胞边界清楚,细胞为一单个大的脂滴所填充,核扁平位于细胞边缘。人胸骨上窝脂肪及人前纵隔脂肪中可见到散在的呈棕色脂肪形态的细胞:脂肪细胞直径介于10-25um之间,细胞边界不清,为多个细小脂滴颗粒所填充,核椭圆位置不定。人心表脂肪及人皮下脂肪则呈典型白色脂肪特征。研究结论:致心律失常性心肌病右室浸润脂肪为白色脂肪。人胸骨上窝脂肪及人前纵隔脂肪中含有棕色脂肪。人心表脂肪及人皮下脂肪为白色脂肪。研究背景:致心律失常性右室心肌病(Arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy,ARVC)是一种常以右心室壁脂肪纤维化浸润为特征性病理改变的罕见心肌病。脂肪纤维化浸润随着ARVC病程延长逐渐加重,临床尚无有效逆转这种脂肪浸润的措施。对于ARVC浸润脂肪组份及变化的了解可为今后更进一步了解其脂肪化机制及临床早期鉴定ARVC脂肪甚至临床干预脂肪化提供理论依据。研究目的:通过液相色谱-质谱分析ARVC右心室浸润脂肪脂质组学区别于正常右心室心表脂肪的特征。研究方法:切取液氮中保存的ARVC右心室浸润脂肪(n=32)与正常右心表脂肪(n=10)约50 mg,震荡破碎后用HPLC级二氯甲烷-甲醇混合液(体积比2:1)提取45 mg当量组织中所含总脂质。用于进行正负离子模式检测的总脂质通过高效液相色谱初步分离后进行质谱(Thermo Q-Exactive)分离检测。原始数据过滤采用数据依赖性二级质谱鉴定(data dependent MS/MS),经 Lipid Search 或 Trace Finder 数据库搜索后分别采集正负离子模式扫描范围240-2000和200-2000内的数据。各大类脂质原数据经内部归一化处理后进行多元统计分析及差异代谢物层次聚类等分析后鉴定两组之间潜在的脂质分子标志物。研究结果:质谱分析共检测到599种脂质,ARVC右心室浸润脂肪与正常右心室心表浸润脂肪所含脂质成份一致,但主成份分析显示二者脂质分布差异较为明显。相对于正常心脏右心室心表脂肪,ARVC右心室浸润脂肪组织中含量相对升高的脂质分子有87种,相对下降的有69种,差异脂质分子主要为磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)(上升 24 种,下降 10 种),磷脂酰胆碱(phosphatidylcholine,PC)(上升 23 种,下降 9 种),心磷脂(cardiolipin,CL)(上升 7 种,下降22种)及甘油三酯(triglyceride,TG)(上升11种,下降12种)。ARVC浸润脂肪中缩醛磷脂酰胆碱PC(16:0p/18:2)及PC(16:0p/20:4)显著降低。ARVC脂肪中含16:1及 18:3 侧链的 TG 分子如 TG(16:0/16:0/16:1)(p0.01),TG(16:1/16:1/18:1)(p0.001),TG(16:1/18:1/18:2)(p0.001),TG(16:1/18:1/18:3)(p0.001)及 TG(20:1/18:1/18:3)(p0.001)等都在ARVC中显著降低,而软油酸(palmitoleicacid,16:1)(p0.01)及亚麻酸(linolenic acid,18:3)(p0.01)在ARVC脂肪中显著升高;同时ARVC脂肪中硬脂酸(stearicacid,18:0)显著降低(p0.01),而含硬脂酸总脂质两组间无显著差异。通过受试者操作特征曲线(Receiver-Operating Characteristic curve,ROC curve)确定 ARVC右心室浸润脂肪与正常右心表脂肪的候选脂质分子包括CL(18:2/18:2/18:2/18:1)(AUC=0.98,95%CI 0.883-1),CL(18:2/20:3/18:2/18:1)(AUC=0.98,95%CI 0.883-1),TG(16:1/16:1/18:1)(AUC=0.98,95%CI 0.888-1)及 TG(16:1/18:1/18:3)(AUC=1,95%CI 0.916-1)。研究结论:ARVC右心室浸润脂肪与正常右心室心表脂肪脂质组学特征存在较明显差别:ARVC右心室浸润脂肪中包括磷脂酰乙醇胺,磷脂酰胆碱及心磷脂等磷脂,甘油三酯及甘油二酯等中性脂,及脂肪酸分布相对于正常心表脂肪都有不同程度升高或降低,说明ARVC脂质代谢紊乱是多方面的。ARVC浸润脂肪中缩醛磷脂酰胆碱显著降低,提示氧化应激增加。ARVC浸润脂肪中可能存在利用软脂酸、软油酸等脂质分子合成相应甘油三酯分子障碍或包含这些脂肪酸链的甘油三酯分子被过度水解。ARVC浸润脂肪中硬脂酸显著降低,而含硬脂酸总脂质无明显降低,提示浸润脂肪存在释放硬脂酸供能的倾向,因此可能会导致心肌脂毒性增加并成为ARVC心衰发生进展的病理基础。
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【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R542.2

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