Uqcrc1在预处理时介导心肌线粒体复合体III生成ROS中的作用与机制研究

活性氧(ROS)既是氧化损伤分子,又是预处理心肌保护中的重要信号分子,但调控ROS成为保护信号的机制仍不清楚。本项目基于申请者前期发现，ROS是预处理时线粒体KATP通道开放引起PKCε激活的关键分子，清除生成的ROS会抑制PKCε的激活并取消预处理心肌保护效应；线粒体呼吸链复合体III是预处理时生成ROS的关键部位，Uqcrc1是复合体III上的亚单位，其表达下调参与了预处理心肌保护效应的丧失。推测：Uqcrc1可能参与预处理时线粒体复合体III生成ROS的调控。本项目拟采用基因过表达和沉默技术、结合基因敲除动物，从细胞和器官水平探讨吗啡预处理时Uqcrc1在心肌呼吸链复合体III生成ROS中的作用；采用同位素标记、荧光探针示踪等技术探讨Uqcrc1的作用机制。本研究旨在明确Uqcrc1在预处理时调节心肌细胞产生ROS保护信号中的作用及其机制，为开发心肌保护药物提供新的靶点。

随着人口老龄化的进展和医疗救治水平的提高，缺血性心脏病发病率和围术期心肌缺血的发生率逐年升高，围术期心肌保护一直是临床医生关注的重点。延迟预处理心肌保护能提供比早期预处理心肌保护更强的保护效果，而研究其作用机制将有助于将延迟预处理心肌保护作用更合理有效地应用于临床。本项目通过建立H9C2心肌细胞的模拟缺血/再灌注损伤模型，构建了线粒体复合体III 的泛醇-细胞色c 还原酶核心蛋白I（ubiquinol-cytochrome c reductase core protein I，Uqcrc1）的真核表达载体、筛选了 Uqcrc1的RNA干扰片段，研究了Uqcrc1在吗啡预处理、二氮嗪延迟预处理中的作用与机制。结果表明，心肌和心肌细胞的Uqcrc1在延迟预处理后表达显著上调，而上调表达的Uqcrc1能提高缺血/再灌注损伤后心肌细胞的生存率、线粒体膜电位，减少细胞凋亡损伤，而用RNA干扰Uqcrc1的表达，则能消除延迟预处理的保护作用。Uqcrc1介导延迟预处理可能主要通过激活UQCRC1-PI3K- GSK3β信号通路，部分通过激活UQCRC1-ERK- GSK3β信号通路而起到抗心肌细胞凋亡损伤的作用，同时UQCRC1还能通过增加常氧条件下心肌细胞ATP合成和加快缺氧条件下ATP的利用而加强心肌细胞对缺血、缺氧的耐受；此外，UQCRC1的作用离不开Zn2+，同时Zn2+预处理心肌保护效应也离不开UQCRC1的作用，UQCRC1可能也是Zn2+预处理心肌保护的重要靶点。本课题的研究结果将为延迟预处理心肌保护的临床应用提供理论依据，为开发心肌保护药物提供靶点。