肌肉因子VEGFB在运动改善射血分数保留心衰时骨骼肌重塑中的作用及机制

Exercise intolerance is the major clinical symptom of heart failure with preserved ejection fraction, which directly link to poor prognosis and decreased life quality. Skeletal muscle pathological remodeling is the main mechanism of exercise intolerance. Appropriate exercise is the most effective method to improve skeletal muscle remodeling and exercise capacity, but the direct material of exercise has not been clarified. Vascular endothelial growth factor-B is abundant in skeletal muscle and can improve skeletal muscle remodeling significantly. In preliminary work, we found treadmill running increased the expression of VEGFB in soleus muscle in HFpEF rats. In present project, we investigate the skeletal muscle angiogenesis and mitochondrial proliferation and oxidative function in vivo and in vitro VEGFB knockout model and test whether the effect of exercise on skeletal muscle remodeling is depended by VEGFB. In addition, we observe the endothelial cell proliferation and migration, number of mitochondria and the expression and activity of oxidase to explore the target of VEGFB. On the basis of VEGFB overexpression and knockout model, we want to elucidate the molecular mechanisms of VEGFB and demonstrate that VEGFB is an endogenous protective substance involving in exercise improved skeletal muscle remodeling in HFpEF.

射血分数保留的心衰（HFpEF）时运动不耐受是其最主要的临床症状之一，与患者的预后不良及生活质量降低直接相关。骨骼肌病理性重塑是导致运动不耐受的主要机制。合理运动是改善骨骼肌重塑、提升HFpEF患者运动能力最有效的方法，但其作用机制尚未阐明。肌肉因子血管内皮生长因子B（VEGFB）在骨骼肌中高表达，具有显著的改善骨骼肌重塑的效应。本项目在我们前期工作观察到运动促进HFpEF大鼠比目鱼肌VEGFB表达的基础上，拟于在体和离体VEGFB敲除模型上，以骨骼肌毛细血管生成、线粒体氧化功能等为指标，观察VEGFB介导运动改善骨骼肌重塑；以内皮细胞增殖、迁移、线粒体呼吸功能为指标，观察VEGFB作用的靶点；以VEGFB缺失及过表达动物和细胞为模型，观察VEGFB的作用机制，以论证VEGFB是逆转HFpEF时骨骼肌重塑的内源性防御体系，探讨其细胞分子机制。

心力衰竭是指由心脏结构和功能异常导致心室收缩或舒张能力受损而引起的一系列病理生理变化的临床综合征，是全球慢性心血管疾病防治的重要内容。以改善心功能为主要目标的治疗方案在HFpEF患者作用有限, “外周机制”成为了治疗关键。骨骼肌是外周组织中氧气利用的主要场所，正成为HFpEF治疗的主要靶器官之一。VEGFB是血管内皮生长因子家族的特殊成员，与骨骼肌、线粒体关系亲密，能通过不同的信号通路，不仅对骨骼肌线粒体的氧化代谢功能有着强大的促进作用。因此，我们推测肌肉因子VEGFB是运动改善HFpEF时骨骼肌重塑的内源性保护物质，可能通过促进骨骼肌毛细血管增生和线粒体功能改善HFpEF时的运动不耐受。.主要研究内容：.1）在腹主动脉缩窄术诱导的心衰大鼠模型上，观察运动对心源性恶液质的作用，从骨骼肌分泌的VEGFB及其受体的角度，阐明骨骼肌在运动改善心衰时恶液质中的机制。.2）在TNF-α孵育的C2C12 肌管细胞，观察电脉冲刺激对 C2C12 肌管细胞VEGFB的表达、合成和分泌的变化，并采用RNAi技术，抑制VEGFB的表达，观察其对 C2C12 肌管细胞凋亡的影响，阐明运动改善骨骼肌恶液质的VEGFB机制。 .3）围绕骨骼肌合成与分泌的miRNA和代谢小分子，对它们在运动促进机体代谢健康中的作用进行了前瞻性的研究。.重要结果及关键数据：.1）跑台运动改善AAC诱导的心衰大鼠心脏结构重塑，抑制心衰大鼠骨骼肌萎缩和凋亡，上调腓肠肌VEGFB及其受体VEGFR1的mRNA和蛋白表达。在离体中，VEGFB抑制TNF-α诱导的C2C12肌管凋亡，抑制VEGFB的表达后，EPS对TNF-α诱导的C2C12肌管凋亡的改善作用降低。.2）跑台运动改善了AAC诱导的心源性恶病质,抑制了BAT的活性；降低了AAC诱导的心力衰竭大鼠循环CHI3L1水平，抑制了心肌CHI3L1的表达；增加心肌 miR-133 表达，降低循环中 miR-133 水平，通过多种机制改善心源性恶液质。 .3）HIIT促进脂肪组织中FASN的乳酸化，抑制脂质从头合成，达到促进减脂的作用。