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影响心肌肥厚致病进程新机制BioArt [复制链接]

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翊竑

心肌肥厚(Myocardialhypertrophy)是心力衰竭的重要前期病变。是心肌对心功能不全的适应性改变,可以导致心律失常、心肌梗死、充血性心力衰竭等疾病的发生。研究发现,预防和治疗心肌肥厚可以延缓心功能的下降,有效防止心力衰竭的发生,提高患者的生存率和生活质量。目前,心肌肥厚的发病机制尚不完全清楚,有待进一步的研究。

三联组氨酸结合蛋白1(HINT1),是一类普遍存在于哺乳动物的组织中、在进化中高度保守的蛋白。HINT1是一种嘌呤核苷酸结合蛋白,以二聚体的形式存在,具有高度保守的HIT序列。X线晶体结构研究发现该蛋白具有三联组氨酸家族结构特征:His-X-His-X-His-X,其中X序列为疏水性的氨基酸残基。目前,已经有研究发现HINT1在神经精神疾病以及多种肿瘤中均发挥了重要的调节作用,但是其在心血管疾病中的作用尚未有相关的报道。

年6月8日,南京医科大学药学院,江苏省心脑血管药物重点实验室主任季勇教授团队在Circulation杂志上以长文(article)形式,发表了题为Histidinetriadnucleotidebindingprotein1attenuatescardiachypertrophyviasuppressingHomeoboxA5expression的研究论文。该研究论文通讯作者为南京医科大学季勇教授,共同通讯作者为:南京医院老年科韩艺教授、南京医科大学基础医学院病理生理学系谢利平副教授,第一作者为南京医科大学基础医学院病理生理学系讲师张艳博士。

季勇教授团队首次发现,三联组氨酸核苷结合蛋白1(HINT1)能够延缓心肌肥厚的进程。心肌细胞中的HINT1能够与PKCβ1相互结合,抑制PKCβ1的膜转位,下调PKCβ1的磷酸化水平,抑制下游的MEK/ERK/YY1信号通路,从而抑制同源盒基因A5(HOXA5)的表达及其下游的TGF-β信号通路,最终延缓心肌肥厚的进程。

本研究首次发现了HINT1蛋白可以参与影响心肌肥厚,同时阐明了HINT1调控心肌肥厚的具体分子机制,为临床治疗心肌肥厚提供了新的思路和靶标。

首先,该课题组通过蛋白质组学联合生信分析,从临床上心肌肥厚病人的心肌组织中筛选到我们的研究靶标——HINT1。接下来,作者在心肌肥厚病人临床样本、小鼠和大鼠心肌肥厚模型以及细胞模型中检测HINT1的表达情况,发现在不同的心肌肥厚模型中,HINT1的表达水平均明显降低,提示HINT1可能在心肌肥厚中发挥重要作用。

作者利用HINT1KO小鼠,在主动脉缩窄术(Transverseaorticconstriction,TAC)诱导的小鼠压力过负荷心肌肥厚模型中,发现HINT1的缺失会明显促进心肌肥厚的发生。同时,通过给小鼠尾静脉注射带有cTnT启动子的AAV9病毒,证实过表达HINT1可以明显抑制TAC引起的心肌肥厚,保护心功能。

为了研究HINT1调控心肌肥厚的下游机制,作者通过PCRArray筛选HINT1下游的作用靶点,发现HINT1可以抑制下游同源盒基因A5(HOXA5)的表达水平。作者通过一系列在体和离体实验证实HINT1可以通过调控HOXA5的表达来影响心肌肥厚。作者进一步发现HOXA5可以通过与TGF-β1的启动子序列相结合,上调TGF-β1的表达水平,激活TGF-β信号通路,促进心肌肥厚的发生。另一方面,作者还明确了HINT1调控HOXA5的表达水平的具体机制,发现HINT1能够与PKCβ1相互结合,下调PKCβ1的磷酸化水平,抑制下游的MEK/ERK/YY1信号通路,从而抑制HOXA5的表达。

图1.HINT1调控心肌肥厚的分子机制

综上所述,HINT1蛋白能与PKCβ1相结合,抑制其磷酸化活性,抑制下游的MEK/ERK/YY1信号通路,从而抑制HOXA5的表达及下游的TGF-β信号通路,延缓心肌肥厚的发生。

作者简介

季勇,医学博士,教授,博士生导师,南京医科大学副校长,南京医科大学药学学科带头人,江苏省心脑血管药物重点实验室主任,中国病理生理学会生物活性小分子专业委员会主任委员,英国药理学报(BritishJournalofPharmacology)亚洲副主编。入选“国家百千万人才工程”、“国家有突出贡献中青年专家”,享受国务院特殊津贴。先后主持了科技部、国自然基金委等重大课题10余项(包括科技部国家重点研发计划重点专项、前期研究专项、国自然重点项目、国自然重大研究计划重点项目等多项基金)。研究成果已在Circulation、CircRes、Hepatology、PNAS、NatCommun等国际学术期刊发表SCI论文60余篇、累计影响因子多,获教育部高等学校科学研究优秀成果奖一等奖、江苏省科学技术奖一等奖及中华医学科学技术二等奖各1项,获国家授权专利多项。

季勇教授研究团队

(撰稿人:张艳、陈宏山)

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