腺苷A2受体的活化诱导心肌再灌注损伤保护作用的线粒体机制

Opening of the mitochondrial permeability transition pore (mPTP)is closely associated with myocardial reperfusion injury.Development of stragegies to inhbit the mPTP opening at reperfusion is, therefore, important for the prevention of myocardial reperfusion injury.Our recent studies have demonstrated that activation of adenosine A2 receptors at reperfusion protects the heart by inhibiting the mPTP opening via cytosolic signals including NO, zinc, and GSK-3β. However,it is unknown how these these cytosolic signals are translated into the prevention of the pore opening, or little is known about the mitochondiral events that ultimately lead to the prevention of the pore opening. The ooverall objective of this project is to investigate the mitochondrial mechanism that mediates A2 receptor activation-induced protection against the mPTP opening. This project will test the hypothesis that adenosine A2 receptor activation prevents the mPTP opening and reperfusion injury by suppressing ROS burst upon reperfusion through inhibition of mitochondrial complex I activity via mitochondrial zinc and Src tyrosine kinase. This study will not only provide new insights into the mechanism whereby A2 receptor activation induces cardioprotection but also help us to develop new strategies for prevention of reperfusion injury.

线粒体通透性转换孔（mPTP）的开放与心肌再灌注损伤密切相关，因此研究如何防止再灌注时mPTP的开放对于心肌再灌注损伤的防治具有重要意义。本课题组最近的研究发现，腺苷A2受体的活化通过一氧化氮（NO）、锌离子和糖原合成酶激酶3β等细胞质信号抑制再灌注时mPTP的开放，从而保护再灌注心脏。然而，这些细胞浆的信号如何翻译成抑制mPTP开放的作用即线粒体内保护机制尚不清楚。本课题的研究目的是探讨再灌注时腺苷A2受体抑制mPTP开放的线粒体机制。为此，本项目将利用生理学、药理学、分子生物学和蛋白质组学等方法验证以下假设：再灌注时腺苷A2受体的活化通过线粒体内锌离子和Src酪氨酸激酶抑制复合体I的活性和活性氧（ROS）的产生，从而防止mPTP的开放并减轻再灌注损伤。本研究不仅揭示腺苷A2受体的活化诱导心肌保护作用的新机制，还将有助于发现新的治疗再灌注损伤的方法。

线粒体通透性转换空（mPTP）的开放是心肌再灌注损伤的最重要原因之一。研究证明腺苷A2受体通过各种细胞浆信号物质来防止mPTP的开放并减轻心肌再灌注损伤，但其线粒体内的保护机制尚不清楚。本课题的目的是再灌注时腺苷A2受体抑制mPTP开放的线粒体机制。本课题的主要研究内容包括：1）探讨了腺苷A2受体的活化是否通过抑制线粒体氧化应激（ROS的产生）来抑制线粒体膜通透性转换孔（mPTP）的开放； 2）研究了腺苷A2受体的活化抑制线粒体ROS的产生的线粒体信号转导机制；3）明确与ROS产生有关的复合体I亚单位及其机制。本课题证实了再灌注时腺苷A2受体通过激活线粒体内Src酪氨酸激酶来抑制复合体I活性的急剧增强，从而抑制复合体I中ROS的产生而防止mPTP的开放，进而保护再灌注心脏。本研究最重要的发现为：我们利用质谱分析和基因突变的手段首次明确了Src酪氨酸激酶的靶蛋白为复合体I中NDUFV2亚单位，并证明了Tyr118酪氨酸残基的磷酸化导致复合体I活性的抑制，进而防止ROS的产生，提示腺苷A2受体通过蛋白质翻译后修饰防止再灌注时线粒体ROS的大量产生，保护再灌注心脏。此项发现不仅揭示了新的线粒体ROS产生调节机制，而且为心肌缺血再灌注损伤的防治提供了崭新的策略，为抗心肌梗死药物的开发提供了新的靶蛋白。