β3-肾上腺素受体调控ROS-NO平衡和心肌细胞凋亡对衰老心肌的保护作用

Cardiac aging is an independent risk factor for heart failure and mortality in the elderly population. However, the underlying mechanism is still not very clear and lack of effective treatment. Recent studies revealed that β3-adrenergic receptor (β3-AR) played an important role in cardiovascular disease. And our previous studies reported that in heart failure mice, β3-AR expression were elevated,which played a protetive role by up-regulating nitric oxide release and down-regulating reactive oxygen(NO) species (ROS). However, whether β3-AR signaling plays a vital role in aging heart, and whether the anti- aging heart effect of aerobics exercise is dependent on this signaling pathway have not been reported before. Thus, in the present study, we would observe the change of cardiac instructure and function between aged and adult mice; study the modulation effect on cardiac aging either by β3-AR activation or gene knockout; and demonstrate the modulation effect of β3-AR signaling pathway on ROS-NO balance and cardiomyocytes apoptosis in aging heart; then make use of aerobic exercise methods to reveal the anti-cardiac aging effect of exercise and it’s relationship with β3-AR regulating ROS-NO balance and cardiomyocytes apoptosis. This study aims to provide new theoretical and experimental evidence for the protective role of β3-AR in cardiac aging.

心肌衰老是老年患者发生心功能不全和死亡的独立危险因素，但具体的调控机制仍不清楚，并缺少有效的防治措施。近年研究显示β3-肾上腺素受体（β3-AR）在心血管系统中发挥了重要的调节作用。我们前期研究结果显示，心衰时β3-AR表达增加，并通过上调一氧化氮（NO)活性和下调活性氧（ROS)水平发挥重要的心血管保护作用。但β3-AR信号通路是否参与了心肌衰老的调控过程，运动对心肌衰老的保护作用是否与β3-AR有关，尚未见相关报道。本研究将通过对比观察老年和成年小鼠心脏结构和功能的变化，以及β3-AR激活和基因敲除对心肌衰老的影响，研究β3-AR调控ROS-NO平衡和心肌细胞凋亡对心肌衰老的保护作用及具体机制，并利用有氧运动干预策略，在整体水平观察有氧运动对心肌衰老的改善情况，阐明运动的保护作用与β3-AR信号调控ROS-NO平衡和心肌细胞凋亡的关系，为心肌衰老的保护和防治提供新新的思路和理论依据。

心肌衰老是老年患者发生心功能不全和死亡的独立危险因素，但具体的调控机制仍不清楚，并缺少有效的防治措施。近年研究显示β3-肾上腺素受体（β3-AR）在心血管系统中发挥了重要的调节作用。但β3-AR信号通路是否参与了心肌衰老的调控过程，运动对心肌衰老的保护作用是否与β3-AR有关，尚未见相关报道。本研究将通过对比观察老年和成年小鼠心脏结构和功能的变化，以及β3-AR激活和基因敲除对心肌衰老的影响，研究β3-AR调控ROS-NO平衡和心肌细胞凋亡对心肌衰老的保护作用及具体机制结果发现:衰老小鼠β3-AR表达增加，ROS-NO失衡，心肌细胞凋亡增加。β3-AR基因敲除老年小鼠较野生型老年小鼠变现为心肌功能、心肌肥厚、心肌纤维化及不全的进一步恶化，ROS-NO失衡和心肌细胞凋亡加剧。但是，β3-AR激动剂 (BRL37344) 治疗能够改善衰老小鼠心功能，降低心肌肥厚和纤维化，改善ROS-NO平衡，抑制心肌细胞凋亡。并进一步发现，β3-AR的抗心肌衰老作用是通过激活nNOS, 进而保持NO和 ROS的平衡实现的。另外，我们通过有氧运动干预策略，在整体水平观察有氧运动对心肌衰老的改善情况，阐明运动的保护作用与β3-AR信号调控ROS-NO平衡和心肌细胞凋亡的关系。研究显示有氧运动的心脏保护作用是通过兴奋β3-AR，激活nNOS，抑制心肌组织氧化应激和凋亡实现的。以上研究结果为心肌衰老的保护和防治提供新新的思路和理论依据。