تمت الموافقة على بروتوكول الدراسة الحيوانية من قبل لجنة الأخلاقيات المؤسسية في مستشفى برج الطبول بنانجينغ (رقم الموافقة: 2025AE1065، 26 سبتمبر 2025)، وأُجريت الدراسة وفقاً للإرشادات الموضحة في إرشادات رعاية واستخدام حيوانات المختبر (الطبعة الثامنة)، الصادرة عن المعاهد الوطنية للصحة في الولايات المتحدة.
الحيوانات
استُخدم في هذه الدراسة ثلاثون فأراً من ذكور سلالة C57BL/6J تبلغ من العمر 5 أسابيع. وبعد أسبوع واحد من التغذية التكيفية، وُضعت جميع الفئران في مساكن مع إتاحة الوصول إلى الغذاء والماء تحت دورة نهارية-ليلية متبادلة مدتها 12 ساعة في درجة حرارة تبلغ 22°C ± 2°C ورطوبة تتراوح بين 40% و60%. واستُخدم نظام غذائي عالي الدهون (HFD) مقترناً بجرعة منخفضة من الستريبتوزوتوسين (STZ) لإنشاء نموذج فأر مصاب باعتلال عضلة القلب السكري (DCM) (الشكل 1أبعد أربعة أسابيع من بدء التغذية بنظام غذائي عالي الدهون (HFD؛ 60% دهون، 20% بروتين، و20% كربوهيدرات)، صيمت الفئران طوال الليل، ثم حُقنت لاحقاً بمادة الستربتوزوتوسين (STZ؛ بتركيز 8 مجم/مل مذابة في محلول سترات المنظم، بأس هيدروجيني pH 4.5) عبر الحقن داخل الصفاق بجرعة 35 مجم/كجم/يوم لمدة ثلاثة أيام متتالية. أما فئران مجموعة الضبط، فقد غُذيت بنظام غذائي ضابط (10% دهون، 20% بروتين، و70% كربوهيدرات) وتلقت أحجاماً مكافئة من محلول سترات المنظم. وبعد 15 أسبوعاً إضافية من الاستمرار في النظام الغذائي عالي الدهون، تم اختيار الفئران التي استوفت كلا المعيارين: مستوى جلوكوز الدم العشوائي ≥13.3 مليمول/لتر، والكسر القذفي للبطين الأيسر (LVEF) البالغ <اعتُبرت الفئران التي بلغت نسبة كسر القذف لديها 55% نماذج ناجحة لمرض اعتلال عضلة القلب التوسعي (DCM). ورُقمت هذه الفئران التي تم التحقق من إصابتها بـ DCM، ثم وُزعت عشوائياً على مجموعتي DCM ومجموعة DCM + Lac-Phe باستخدام جدول أرقام عشوائي. وقد فشلت نصف الفئران تقريباً في تطوير النموذج؛ لذا تم قتل هذه الحيوانات رحيماً وفقاً لمتطلبات أخلاقيات التعامل مع الحيوانات. وباختصار، قُسمت الفئران إلى ثلاث مجموعات: مجموعة ضابطة (Control)، ومجموعة DCM، ومجموعة DCM + Lac-Phe (بحيث بلغ عدد الفئران 10 في كل مجموعة). خضعت جميع الفئران العشر في كل مجموعة لتخطيط صدى القلب، وقياس وزن الجسم، واختبار تحمل الجلوكوز الفموي (OGTT). وبعد فترة علاج استمرت 28 يوماً، جُمعت القلوب لإجراء التحاليل اللاحقة. كان هناك 10 فئران في كل مجموعة؛ استُخدم ثلاثة فئران من كل مجموعة لتسلسل الترانسكريبتوم، وثلاثة للمجهر الإلكتروني النافذ والتلوين النسيجي، وثلاثة لتحليل التعبير البروتيني، بينما خُصص الفأر المتبقي في كل مجموعة كاحتياطي. وبعد التأسيس الناجح لنموذج DCM، أُذيب Lac-Phe في محلول ملحي طبي بتركيز نهائي قدره 10 مجم/مل. وتلقت الفئران في مجموعة DCM + Lac-Phe عقار Lac-Phe عن طريق الحقن داخل الصفاق بجرعة 50 مجم/كجم/يوم، وبحجم حقن قدره 5 مل/كجم، مرة واحدة يومياً لمدة 28 يوماً متتالية. بينما حُقنت الفئران في المجموعتين الضابطة وDCM بحجم مكافئ من المحلول الملحي الطبي كعنصر تحكم ناقل.

الشكل 1يُحسن Lac-Phe الوظائف القلبية وإعادة التشكيل المرضي لدى الفئران المصابة باعتلال عضلة القلب السكري. (أ) مخطط تخطيطي لنموذج فأر مصاب باعتلال عضلة القلب السكري (DCM) المستحث بواسطة النظام الغذائي عالي الدهون (HFD) والستريبتوزوتوسين (STZ)، وبروتوكول العلاج بـ Lac-Phe. (ب) أوزان أجسام الفئران في مجموعات المجموعة الضابطة (Control)، وDCM، وDCM + Lac-Phe خلال فترة العلاج التي استمرت 4 أسابيع؛ العدد = 10 لكل مجموعة. (ج) اختبار تحمل الجلوكوز الفموي (OGTT) في المجموعات المحددة؛ العدد = 10 لكل مجموعة. (د) صور تخطيط صدى القلب ممثلة عند الأسبوع 0 و2 و4 من العلاج. (هـ، و) قياس كمي للكسر القذفي للبطين الأيسر (LVEF) (هـ) والتقصير الجزئي (FS) (و)؛ العدد = 10 لكل مجموعة. (ز) صور ممثلة لصبغة الهيماتوكسيلين والإيوسين (H&E)&مقاطع من القلب مصبوغة بـ (E). شريط المقياس = 1 مم. (H,I) صبغة ماسون ثلاثية الألوان نموذجية لمقاطع من القلب (H) وقياس كمي للمنطقة الليفية (I)؛ العدد = 3 لكل مجموعة. شريط المقياس = 50 μm(J, K) صبغ تمثيلي بـ wheat germ agglutinin (WGA) لقطاعات من القلب (J) وتقدير كمي للمساحة النسبية للخلايا العضلية القلبية (K)؛ العدد = 3 لكل مجموعة. شريط المقياس = 20 μmتُعرض البيانات في صورة المتوسط الحسابي ± الانحراف المعياري. P < 0.05, **P < 0.001. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الوظيفة القلبية
بعد التخدير باستنشاق isoflurane، تم تثبيت الفئران في وضع الاستلقاء الظهري على منصة يتم التحكم في درجة حرارتها (37°C). وقِيست أبعاد البطين الأيسر وسرعة تدفق الدم في الصمام المترالي خلال فترتي الانبساط والانقباض باستخدام جهاز تخطيط صدى القلب مجهز بمحول طاقة بتردد 40 MHz، والتي حُسب من خلالها الكسر القذفي للبطين الأيسر LVEF وكسر التقصير (FS). كما جُمعت ثلاث دورات قلبية متتالية من كل فأر.
معالجة الخلايا
تم استزراع خلايا H9c2 في وسط Dulbecco’s modified Eagle’s المكمل بـ 10% من مصل البقر الجنيني و 1% من البنسلين-ستربتوميسين عند درجة حرارة 37°C في جو رطب يحتوي على 5% CO₂. تم تمرير الخلايا كل 2–3 أيام عند وصولها إلى درجة تلاقي تتراوح بين 70%–80%. ولإجراء التجارب، تم استزراع الخلايا في أطباق بقطر 10 cm ثم تقسيمها إلى ثلاث مجموعات: مجموعة ضابطة، ومجموعة الجلوكوز العالي/حمض البالمتيك (HG/PA)، ومجموعة HG/PA + Lac-Phe. تعرضت الخلايا في مجموعتي HG/PA و HG/PA + Lac-Phe أولاً لـ 0.25 mM من حمض البالمتيك و 50 mM من الجلوكوز لمدة 24 h. بعد ذلك، عولجت الخلايا في مجموعة HG/PA + Lac-Phe بـ 10 μg/mL من Lac-Phe لمدة 24 h إضافية مع الاستمرار في التعريض لـ HG/PA؛ بينما تلقت الخلايا في مجموعة HG/PA حجماً مكافئاً من PBS تحت نفس ظروف HG/PA. وفي تجارب تثبيط p-AMPK، تم إضافة 10 μM من AMPK-IN-3 (المذاب في DMSO) بالتزامن مع Lac-Phe لمدة 24 h، وتلقت مجموعات الضبط المقابلة حجماً متساوياً من DMSO. أما في تجارب الأتورفاستاتين (atorvastatin)، فقد عولجت خلايا H9c2 تحت ظروف HG/PA بـ 10 μM من atorvastatin لمدة 24 h، إما بمفرده أو بالاشتراك مع 10 μg/mL من Lac-Phe.
التصبيغ النسيجي
بعد 28 يوماً من إعطاء Lac-Phe، تم استئصال قلوب الفئران وتثبيتها بالغمر في 4% paraformaldehyde (pH 7.4) لمدة 24 h. تم طمر أنسجة القلب المثبتة في البارافين وتقطيعها إلى شرائح بسمك 6-μm. صُبغت مقاطع الأنسجة بصبغات hematoxylin and eosin، وwheat germ agglutinin، وMasson’s trichrome. نُفذت جميع إجراءات الصبغ بدقة وفقاً لبروتوكولات الشركات المصنعة. أُجري التصوير الشامل للشريحة (Whole-slide imaging) بتكبير 20× باستخدام مجهر حقل مضيء عالي الدقة مجهز بنظام كاميرا رقمية.
تحليل لطخة ويسترن
تم تحديد تركيز البروتين باستخدام مقايسة Bradford. فُصلت نواتج تحلل الأنسجة بواسطة SDS-PAGE على هلام أكريلاميد بتركيز 10% (w/v)، ونُقلت كهربائياً إلى أغشية polyvinylidene difluoride. تم حجب مواقع الارتباط غير النوعية باستخدام 5% من bovine serum albumin لمدة 2 h في درجة حرارة الغرفة. بعد ذلك، حُضنت الأغشية طوال الليل عند 4°C مع أجسام مضادة أولية (مخففة بنسبة 1:1,000)، تلتها ست عمليات غسيل بمحلول TBST (مدة كل منها 5 min) على جهاز هزاز. ثم حُضنت الأغشية مع أجسام مضادة ثانوية مقترنة بـ horseradish peroxidase (مخففة بنسبة 1:5,000) لمدة 2 h في درجة حرارة الغرفة، تلتها ست عمليات غسيل أخرى بمحلول TBST (مدة كل منها 5 min). تم إظهار حزم البروتين باستخدام مجموعة كواشف التألق الكيميائي المعزز. وأُجري التكميم لنتائج western blot عن طريق تحليل كثافة النطاقات باستخدام برنامج ImageJ. جميع الأجسام المضادة المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.
علم النسخ (Transcriptomics)
تم عزل الحمض النووي الريبوزي الكلي (Total RNA) من أنسجة قلب فئران من سلالة C57BL/6J باستخدام كاشف TRIzol ومجموعات RNeasy mini. وتم تقييم جودة الـ RNA باستخدام جهاز 2100 bioanalyzer، مما أظهر نقاءً وسلامةً عالية للـ RNA. كما جُهزت مكتبات تسلسل الـ RNA (RNA-seq libraries) وفقاً لدليل مجموعة VAHTS Universal V10 RNA-seq Library Prep Kit، وتم تسلسلها باستخدام نظام Illumina NovaSeq 6000 (قراءة فردية، 150 زوجاً قاعدياً). وحددت الجينات ذات التعبير التفاضلي باستخدام برنامج DESeq2، مع قيمة معدلة P قيمة < 0.05 ولوغاريتم مطلق₂ معدل التغير > تُعتبر القيمة 1 ذات دلالة إحصائية. أُجري تحليل إثراء الوجود الجيني (GO) على الجينات ذات التعبير المتباين، وحُسبت دلالة إثراء الجينات ذات التعبير المتباين في مصطلحات الوجود الجيني باستخدام خوارزمية التوزيع الهندسي الفائق.
تلوين Oil Red O وتلوين الدهون بـ LD540
تم طمر أنسجة القلب في مركب OCT ثم قُطعت إلى مقاطع بسمك 10-μm. تُرِكت المقاطع المجمدة لتصل إلى درجة حرارة الغرفة لمدة 30 دقيقة، ثم ثُبِّتت باستخدام 4% paraformaldehyde لمدة 10 دقائق. وبعد الغسل بمحلول PBS، وُضعت المقاطع في كحول isopropyl بنسبة 60% لمدة 15 ثانية، ثم غُطيت بمحلول العمل Oil Red O لمدة 30 دقيقة. بعد ذلك، عولجت المقاطع بكحول isopropyl بنسبة 60% لمدة 15 ثانية وغُسلت ثلاث مرات بمحلول PBS. أما بالنسبة لصبغ الدهون باستخدام LD540، فقد غُسلت خلايا H9c2 بمحلول PBS وثُبِّتت باستخدام 4% paraformaldehyde لمدة 10 دقائق في درجة حرارة الغرفة. ثم حُضنت الخلايا مع 10 μM من LD540 لمدة 30 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.
المجهر الإلكتروني النافذ (TEM)
قُطعت أنسجة قلب الفأر الطازجة إلى قطع بحجم 1–2 mm3، وثُبّتت في محلول تثبيت للمجهر الإلكتروني عند درجة حرارة 4°C لمدة 4 h، ثم غُسلت بالماء المقطر مرتين وغُمرت في محاليل إيثانول ذات تركيزات تزداد تدريجيًا. بعد ذلك، تم طمر العينات وتقطيعها إلى شرائح، ثم فحصها باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ.
محتوى الكوليسترول الكلي (TC)
تم قياس مستويات الكوليسترول الكلي (TC) في عينات المصل وخلايا H9c2 باستخدام طقم فحص Amplex Red Cholesterol and Cholesteryl Ester Assay Kit وفقاً لتعليمات الشركة المصنعة.
اختبار تحمل الجلوكوز الفموي (OGTT)
صِيمت الفئران لمدة 14 h (من الساعة 19:00 إلى 9:00) ثم أُعطيت الجلوكوز عن طريق التغذية الأنبوبية (محلول مخزن بتركيز 20%، بجرعة 2 g/kg). تم تحديد مستويات جلوكوز الدم باستخدام عينات دم جُمعت من الوريد الذيلي عند الدقائق 0 و15 و30 و60 و120 بعد التغذية الأنبوبية.
قياس مجموعة عد الخلايا-8 (CCK-8)
استُخدم اختبار CCK-8 لقياس حيوية الخلايا. حيث زُرعت خلايا H9c2 في أطباق ذات 96 بئراً بكثافة أولية بلغت 3 × 104 خلية/بئر. وبعد معالجتها بتركيزات مختلفة من Lac-Phe تحت ظروف HG/PA لمدة 24 h، أُضيف 10 μL من كاشف الطقم إلى 100 μL من وسط الزرع في كل بئر، ثم حُضنت الخلايا عند 37°C لمدة 4 h. وقيس الامتصاص عند 450 nm باستخدام قارئ ميكروبليت متعدد الأنماط للحصول على قيمة الكثافة الضوئية (OD).
الرسو الجزيئي
تم تنزيل البنى البلورية لـ Lac-Phe و AMPKα1 من PubChem26. وقد أُجريت عملية الإرساء الجزيئي باستخدام CB-DOCK227.
التحليل الإحصائي
أجرى باحثون لم تكن لديهم معرفة بتوزيع المجموعات جميع قياسات تخطيط صدى القلب، والصبغ النسيجي، والتقديرات الكمية للصور. نُفذت جميع تحليلات البيانات باستخدام Prism وSPSS 20.0. كُررت كل تجربة ثلاث مرات على الأقل، وعُرضت البيانات في شكل المتوسط ± الانحراف المعياري. تم تقييم تجانس التباين باستخدام اختبار Levene. كما تم التأكد من التوزيع الطبيعي من خلال الفحص الرسومي للبواقي. أجريت المقارنات بين المجموعات المتعددة باستخدام تحليل التباين أحادي الاتجاه (one-way ANOVA)، يليه اختبار Tukey للمقارنات البعدية لإجراء مقارنات زوجية. وبالنسبة لبيانات اختبار تحمل الجلوكوز الفموي (OGTT)، استُخدم تحليل التباين ثنائي الاتجاه للقياسات المتكررة (two-way repeated-measures ANOVA)، مع اعتبار المجموعة كعامل بين المبحوثين والوقت كعامل داخل المبحوثين، يليه اختبار Bonferroni للمقارنات البعدية. اعتُبرت القيمة P < 0.05 ذات دلالة إحصائية.