慢性心力衰竭信号转导中PTEN基因靶向调控及GHRPs心肌保护机制研究

Heart failure is a final common outcome of many heart diseases, the pathogenesis is not clear, nor satisfactory therapeutic methods. Many kinds of important signaling pathway irregular correlate with cardiac remodeling result in heart failure, in which MAPKs and PI3K/AKT signaling pathway is particularly importance. PTEN gene, as a dual specificity phosphatase activity of tumor suppressor gene, takes part in the regulation of MAPKs and PI3K/AKT signaling pathway at the same time. GHRPs is a generic term for synthetic and endogenous peptides, which it can protect myocardial cells directly, but the mechanism need to be clarified. Our data shown that GHRPs can protect myocardial cells through inhibiting intracellular calcium overload in our previous studies, and correlate with MAPKs and PI3K/AKT signaling pathway. Based on previous works, using the model of cardiomyocytes hypertrophy from primary culture cells which be induced by Ang Ⅱin neonatal rat and rat with heart failure, we want to observe the effects of GHRPs anti-heart failure and its possible regulation mechanism, to make sure the role of GHRPs in regulating the targeted PTEN gene of the MAPKs and PI3K/AKT signaling pathway. These finds would undoubtedly provide a new theoretical basis for effective prevention and treatment of clinical chronic heart failure.

心力衰竭是多种心脏疾病发展的共同结局，发病机制尚不明确，亦无满意治疗。心肌重塑致慢性心衰与多种重要信号转导异常相关， MAPKs和PI3K/AKT尤为重要。目前治疗靶点的干预成为心衰治疗的重要途径。PTEN基因，作为唯一具有双特异性磷酸酶活性的抑癌基因，同时参与了MAPKs和PI3K/AKT两条信号转导的调控。GHRPs是一族合成和内源性肽类物质总称，对心肌有直接保护作用,但机制有待揭示。我们前期研究表明 GHRPs通过抑制心肌细胞钙超载等途径保护心肌，并与MAPKs和PI3K/AKT信号转导密切相关。为进一步明确其抗心衰效果及可能的调控机制，本研究拟在前期工作基础上采用体外乳鼠原代心肌细胞培养AngⅡ诱导制作心肌细胞肥大和心衰大鼠模型，确定GHRPs对慢性心衰中以PTEN为靶点的MAPKS和PI3K/AKT信号转导的调控作用，这一研究无疑将为临床慢性心力心衰的有效防治提供新的理论依据。

心力衰竭发病机制还在探索中，心肌重塑致慢性心衰与多种重要信号转导异常相关， MAPKs和PI3K/AKT尤为重要，PTEN基因参与了MAPKs和PI3K/AKT两条信号转导的调控。GHRPs对心肌有直接保护作用但机制有待揭示。本研究通过建立体外乳鼠心肌细胞原代培养心肌细胞肥大、缺氧（缺血）和心衰大鼠AMI致HF模型，探讨心肌细胞损伤机制GHRPs体外心肌细胞活力和心衰模型大鼠心功、心肌细胞结构的影响；探讨GHRPs对体内、外心肌细胞PI3K/AKT信号转导通路的调控作用，检测分析了GHRPs对心肌细胞PI3K/Akt/Caspase-9信号转导通路相关蛋白PI3K p110α、Akt p-Thr308 、Akt p-Ser473 、Caspase-9 、Caspase-3表达的影响和心肌细胞凋亡检测。检测分析GHRPs对心肌细胞Akt下游调控凋亡的Bcl-2家族的一些蛋白P-bad、Bcl-2、Bax的影响。检测分析特异GHSR-1a阻滞剂阻滞前后GHRPs对心肌细胞自噬相关蛋白 LC3-Ⅱ与P62、线粒体自噬标志蛋白PINK 1与Parkin、自噬关键通路AMPK-mTOR及相关蛋白表达及线粒体通透转运孔（mPTP）开放等线粒体损伤情况的影响，检测分析自噬与凋亡在心肌细胞缺氧（缺血）损伤中calpain 1与ATG 5(N-term)的作用。检测分析特异GHSR-1a阻滞剂阻滞前后GHRPs对心肌细胞PI3K/Akt信号通路PTEN 、p-PTEN表达的影响；探讨GHRPs对体内、外心肌细胞MAPKS信号转导通路的调控作用，检测分析GHRPs对心肌细胞AMPK信号通路的p-JNK及JNK蛋白表达影响。检测分析GHRPs对心肌细胞MAPKS信号转导通路的ERK-p、c-fos表达的影响。确定PTEN基因在GHRPs调节心肌细胞MAPKS和PI3K/AKT信号转导通路中的作用地位。通过在体、离体模型心肌细胞损伤细胞凋亡与自噬的变化及其通路受GHRPs调控影响研究，揭示了心肌CHF心脏重构、自噬下降而凋亡上升的可能发病机制，以及GHRPs通过激活心肌细胞和线粒体MAPK-mTOR通路发挥抑制细胞凋亡及调节自噬发挥心脏保护作用的机理。本课题研究为临床慢性心力心衰发病机制及有效防治提供新的理论依据，补充了GHRPs保护机制重要的实验数据，具有重要的科学意义和应用前景。