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1、心肌肥厚作為心臟應(yīng)對(duì)負(fù)荷增加的一種適應(yīng)性反應(yīng),在心肌肥厚早期發(fā)揮了有益的代償效應(yīng),但持續(xù)的心肌肥厚是有害的,會(huì)引起擴(kuò)張性心肌病,并可能導(dǎo)致突然死亡;隨著心臟功能的進(jìn)一步惡化,會(huì)轉(zhuǎn)變成心力衰竭。抑制心肌肥厚,對(duì)防止心力衰竭的發(fā)生、改善心臟功能具有重要作用。
心肌鉚定重復(fù)序列蛋白(CardiacAnkyrinRepeatProtein,CARP)在小鼠胚胎E8.5天的心臟中開(kāi)始表達(dá),胚胎期表達(dá)較多,出生后和成年期維持在一個(gè)較低
2、的表達(dá)水平。但多種引起心肌肥厚的藥物、心肌缺血、機(jī)械牽拉、壓力負(fù)荷等均可誘導(dǎo)CARP表達(dá)增加,提示CARP蛋白的誘導(dǎo)表達(dá)可能是心臟對(duì)外界環(huán)境刺激的一種適應(yīng)性反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)CARP可以抑制ANF等心臟表達(dá)基因的轉(zhuǎn)錄活性,提示CARP可能對(duì)心肌肥厚具有一定的調(diào)節(jié)作用,但有關(guān)CARP與心肌肥厚之間的確切關(guān)系,在整體動(dòng)物水平上CARP是否可以抑制心肌肥厚,至今仍未見(jiàn)報(bào)道。
本研究首先在大鼠原代心肌細(xì)胞中利用腺病毒載體過(guò)表達(dá)CARP
3、蛋白,通過(guò)分析心肌細(xì)胞面積和心肌肥大marker基因ANP、Myh7以及Actal表達(dá)發(fā)現(xiàn),CARP可以部分抑制苯腎上腺素(phenylephrine,PE)誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞面積增加和胚胎基因表達(dá),提示CARP對(duì)PE誘導(dǎo)的心肌肥大具有部分抑制作用。
為了在整體動(dòng)物水平上探討CARP蛋白和心肌肥厚之間的關(guān)系,我們將小鼠CARP全長(zhǎng)cDNA序列與α-MHC啟動(dòng)子連接,通過(guò)顯微注射受精卵制備了心臟特異性表達(dá)CARP蛋白的轉(zhuǎn)基因小鼠
4、。在正常生長(zhǎng)狀況下,轉(zhuǎn)基因小鼠和野生型小鼠在HW/BW和心臟功能等方面沒(méi)有發(fā)現(xiàn)顯著差異。但是,在使用異丙腎上腺素(isoproterenol,ISO)或壓力負(fù)荷(升主動(dòng)脈縮窄,TAC)誘導(dǎo)心肌肥厚后,發(fā)現(xiàn)CARP轉(zhuǎn)基因小鼠對(duì)ISO或TAC誘導(dǎo)的心肌肥厚都具有部分抑制作用。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)ISO或者TAC誘導(dǎo)后,心臟HW/BW和HW/TL比值的增加在CARP轉(zhuǎn)基因小鼠中被部分抑制,超聲檢測(cè)也顯示ISO或TAC誘導(dǎo)的心肌肥厚被部分抑制。同時(shí)I
5、SO或TAC誘導(dǎo)的ANP、Myh7和Acta1等基因的表達(dá),在CARP轉(zhuǎn)基因小鼠中也出現(xiàn)部分抑制。并且TAC誘導(dǎo)后,CARP轉(zhuǎn)基因小鼠與野生型小鼠相比,前者具有更好的心臟功能,心肌纖維化程度在CARP轉(zhuǎn)基因小鼠中也出現(xiàn)相對(duì)降低。以上結(jié)果表明CARP轉(zhuǎn)基因小鼠可以部分抑制ISO或者TAC誘導(dǎo)的心肌肥厚。
為了更進(jìn)一步揭示CARP抑制心肌肥厚的分子機(jī)制,我們對(duì)經(jīng)過(guò)4周TAC誘導(dǎo)后CARP轉(zhuǎn)基因小鼠和野生型小鼠心臟的mRNA表達(dá)
6、進(jìn)行了基因芯片檢測(cè)。分析發(fā)現(xiàn),TAC誘導(dǎo)后,相對(duì)于野生型小鼠,轉(zhuǎn)基因小鼠心臟中趨化因子、細(xì)胞外基質(zhì)、炎癥因子、細(xì)胞膜離子通過(guò)蛋白等基因的表達(dá)水平都發(fā)生了變化,同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)與脂肪及糖代謝的相關(guān)信號(hào)通路、TGF-β信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路、G蛋白信號(hào)通路相關(guān)基因的表達(dá),也發(fā)生顯著變化。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),過(guò)表達(dá)CARP可以抑制TAC誘導(dǎo)的TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3的表達(dá),并進(jìn)一步降低Smad3的磷酸化水平,顯示CARP可能通過(guò)
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