北京白癜风哪个医院治白癜风好 http://pf.39.net/bdfyy/index_pre.html大家好，我是LL，今天给大家分享一篇近期发表在Circulation上的文章，题目为”NovelCaMKII-δInhibitorHesperadinExertsDualFunctionstoAmeliorateCardiacIschemia/ReperfusionInjuryandInhibitTumorGrowth”。本文的通讯作者是北京大学分子医学研究所张岩副研究员和北京大学化学与生物工程学院雷晓光教授。
缺血性心脏病(Ischemicheartdisease，IHD)是由多种原因引起的冠状动脉血流量减少，心肌细胞缺氧缺血损伤或死亡的一种疾病。及时恢复冠状动脉血流即再灌注，如溶栓疗法和经皮冠状动脉介入治疗是临床治疗缺血性心脏病的主要手段。然而，研究发现心肌再灌注会导致心脏进一步损伤，称为心脏缺血/再灌注损伤(Ischemia-Reperfusion，I/R)，目前缺乏有效手段预防心脏I/R损伤。Ca2+/钙调蛋白依赖性激酶II(CaMKII)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，过度激活的CaMKII与心脏疾病进展密切相关，包括心肌I/R损伤、心肌梗死、心律失常、心肌肥大和心力衰竭。抑制CaMKII的过度激活可以缓解心脏病动物症状。目前已报道的CaMKII抑制剂有小分子变构抑制剂KN-93和基于底物的autocamtide-2相关抑制肽(AIP)，但由于生物利用度低且缺乏特异性，因此，寻找和开发特异性抑制CaMKII的药物用于心脏病的临床治疗依旧是研究的热点。
CaMKII由4个基因编码，CaMKII-α、β、γ和δ，CaMKII-δ主要在心脏表达。其中CaMKII-δ9是人类心脏中最丰富的CaMKII-δ剪接变体，介导心肌细胞DNA损伤和凋亡。作者首先使用重组CaMKII-δ9蛋白高通量筛选个化合物，并对评分前10的化合物进一步在过表达CaMKII-δ9的新生大鼠心肌细胞进行筛选，发现只有橙皮素(Hesperidin)，能抑制CaMKII-δ9活性，并改善CaMKII-δ9诱导的心肌细胞死亡。
图1.小分子化合物库筛选CaMKII-δ抑制剂
作者进一步研究了Hesperadin对不同CaMKII亚型和剪接变体的选择性。发现Hesperadin对CaMKII-δ的选择性抑制作用比其他亚型高约17-倍。并通过SPR确定Hesperadin与CaMKII-δ9直接结合，结合常数为-8.82kcal/mol，证明Hesperadin是特异性的CaMKII-δ9抑制剂。
图2.Hesperadin是选择性的CaMKII-δ9抑制剂
然后作者研究了Hesperadin对心肌细胞损伤的保护作用。发现Hesperadin以剂量依赖的方式改善过表达CaMKII-δ9和缺氧/复氧(H/R)引起的新生大鼠心肌细胞死亡。表现为降低Caspase3/7活性和乳酸脱氢酶(LDH)的释放，降低γH2AX(核心组蛋白H2AX的ser残基磷酸化)水平减轻心肌细胞DNA损伤。
图3.Hesperadin减轻CaMKIIδ9过表达和缺氧/复氧诱导的心肌细胞死亡
接下来作者在小鼠中建立急性心脏I/R模型，发现Hesperadin预处理和造模后给予Hesperadin治疗均能显著降低I/R诱导的心肌梗死面积，减轻心功能障碍，减少心肌细胞死亡和DNA损伤。
图4.Hesperadin体内保护心脏免受I/R诱导的心脏损伤和心力衰竭
为了进一步研究Hesperadin在心脏重构和心力衰竭中的作用，作者通过冠状动脉永久性结扎建立体内心肌梗死模型。Hesperadin能改善心肌梗死引起的心肌细胞死亡和心脏重塑。前期研究发现CaMKII-δ9过表达会引起严重的心力衰竭。在心肌特异性过表达CaMKII-δ9小鼠中，Hesperadin也能改善心脏功能障碍、心肌细胞死亡和心脏重塑。
图5.Hesperadin可减轻心脏损伤、心肌重塑和心力衰竭
进一步作者通过CRISPR-Cas9建立CaMKII-δKO小鼠。与对照组相比，在CaMKII-δKO小鼠中，Hesperadin不能减少急性I/R模型中心肌梗死面积和血清LDH含量，TUNEL和γh2ax阳性心肌细胞数量也没有改变。提示CaMKII-δ对橙皮素的急性和慢性损伤心肌保护都是必需的。
图6.CaMKII-δ是Hesperadin介导的心脏保护所必需的
接下来，作者又在人胚胎干细胞来源的心肌细胞中研究了Hesperadin的保护作用。与啮齿动物心肌细胞相似，CaMKII-δ9过表达和H/R均诱导细胞死亡、DNA损伤和CaMKII-δ磷酸化，给予Hesperadin可以抑制CaMKII激活和减轻人类心肌损伤。
图7.Hesperadin通过抑制CaMKII-δ保护人心肌细胞免受心肌损伤
Hesperadin最初被认为是一种抗肿瘤药物，在体外通过抑制AuroraB激酶有效诱导多种肿瘤细胞生长阻滞和凋亡。作者研究发现Hesperadin体外能抑制人乳腺癌细胞系MCF-7的增殖并诱导细胞死亡，体内能抑制肿瘤的生长。此外，橙皮素仍然有效地抑制了CaMKII-δ缺乏的肿瘤细胞的增殖，这表明橙皮素的抗肿瘤作用并不需要CaMKII-δ。
图8.Hesperadin能抑制肿瘤生长而不引起心脏损伤
总而言之，作者通过筛选小分子激酶抑制剂文库，发现Hesperadin是一种同时兼具心脏保护和抗肿瘤双重功能的先导化合物。Hesperadin作为一种全新的CaMKII-δ选择性的小分子抑制剂,能减轻I/R诱导的心肌细胞死亡及啮齿动物和人心肌细胞的缺血性心脏病症状，是一种有前景的治疗心脏病的化合物，而且为探索癌症与心血管疾病的联合治疗策略提供了新思路。
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