6周热量限制通过调控沉默信息调节因子3 (SIRT3)改善脂多糖引起的脓毒症心肌病

目的 本实验旨在探究热量限制（caloric restriction，CR）对脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）诱导的脓毒症心肌病（septic cardiomyopathy，SCM）预防效果，并探索CR发挥心肌保护作用的机制，为SCM的预防提供新的策略和理论依据。方法 48只8周龄的20~25 g雄性C57BL/6小鼠，随机分成4组，分别为：CON组、LPS组、CR组和CR+LPS组，每组12只。CR组与CR+LPS组适应性喂养2周后计算每只小鼠的进食量，第1周的CR设置为限制前的80%，后5周限制为60%。6周CR干预后，4组小鼠腹腔注射等量的生理盐水或LPS（10 mg/kg），12 h后测试心功能，然后取心脏和血液。酶联免疫吸附分析（ELISA）测定血清炎症因子水平；全自动生化仪测定血清心肌酶谱；心肌组织切片分别做苏木精-伊红（HE）染色和免疫荧光染色；蛋白质印迹法（Western blot，WB）检测心肌组织炎症因子（TNF-α、IL-9、IL-18）、氧化应激因子（iNOS、SOD2）、凋亡相关因子（Bax/Bcl-2比值、CASP3）和SIRT3/SIRT6的表达水平。结果 LPS注射后12 h，射血分数（ejection fraction，EF）和缩短分数（fractional shortening，FS）值显著下降，左心室收缩末期内径（left ventricular end-systolic diameter，LVESD）值显著升高；CR干预能够明显增加EF和FS值，降低LVESD。形态学和血液指标（AST、LDH、CK和CK-MB）显示，LPS注射能够造成心肌形态结构紊乱和心肌损伤，6周CR能够预防上述心肌损伤。LPS注射可显著增加小鼠循环炎症水平（IL-1β、TNF-α），免疫荧光和WB发现，LPS注射显著上调心肌组织炎症相关蛋白（TNF-α、IL-9、IL-18）、氧化应激相关蛋白（iNOS、SOD2）和凋亡相关蛋白（Bax/Bcl-2比值、CASP3）的表达。6周CR干预能够显著降低循环炎症水平，下调心肌组织炎症、氧化应激和促凋亡相关蛋白的表达。此外，LPS注射显著下调了小鼠心肌组织SIRT3和SIRT6蛋白的表达，且CR干预可恢复SIRT3蛋白的表达。结论 6周CR能够预防LPS造成的SCM，包括心功能下降、心肌结构损伤、炎症、氧化应激和凋亡，其机制可能与调节心肌SIRT3表达相关。