FGF20抑制BMP4改善异丙肾上腺素诱导的心肌细胞肥大的作用研究

成纤维细胞生长因子20(fibroblast growth factor 20, FGF20)在心肌肥大中具有保护作用, 但其作用机制尚未明确。因此, 该研究旨在探究FGF20改善心肌细胞肥大的分子作用机制。该研究使用10 μmol/L异丙肾上腺素(isoproterenol, ISO)刺激原代心肌细胞NRCMs 48 h, 构建心肌细胞肥大模型, 并同时对NRCMs分别给予100 ng/mL重组蛋白FGF20以及50 ng/mL重组蛋白骨形态发生蛋白4 (bone morphogenetic protein 4, BMP4)共处理48h, 并借助转录组测序分析FGF20处理前后的差异表达基因(differential expression genes, DEGs), 再对其进行GO和KEGG富集分析以及PPI网络构建。使用机器学习算法LASSO和Random Forest筛选得出核心差异基因(Core-DEGs), 并对其进行ROC分析。最后, 使用蛋白质免疫印迹以及RT-qPCR验证核心差异基因的表达, TUNEL染色实验检测心肌细胞凋亡情况。结果表明, FGF20可抑制ISO诱导的心肌肥大指标ANP、BNP表达上调, 证实FGF20具有心肌细胞肥大保护作用。转录组测序分析发现, 与ISO组相比, FGF20处理后共鉴定出42个差异表达基因。GO和KEGG富集分析结果表明, 差异表达基因主要富集在多个免疫调控以及凋亡信号通路。2种机器学习算法联合筛选后发现Bmp4为Core-DEGs, 且其AUC为1。实验结果表明, FGF20可抑制ISO诱导的BMP4表达上调以及心肌细胞凋亡; 而BMP4激活后FGF20心肌细胞肥大保护作用被明显削弱, 并伴随ANP、BNP蛋白水平上调以及心肌细胞凋亡增多。总之,FGF20通过抑制BMP4缓解心肌细胞凋亡进而改善心肌细胞肥大。

CSTR: 32200.14.cjcb.2024.07.0003