miR-16的下调表达促进心肌肥厚的作用机制研究

我们证实，miR-16在发生肥厚的大鼠心肌中表达降低，增加miR-16可以有效抑制苯肾上腺素（PE）诱导的心肌细胞肥大，但相关机制不清楚。目前认为，钙调蛋白(Calm)/钙调磷酸酶/活化T细胞核因子(NF-AT)和Calm/Calm依赖性蛋白激酶(CaMK)/组蛋白脱乙酰基酶（HDACs）通路激活，D型细胞周期蛋白（CCND）水平升高能促进心肌细胞肥大。我们已有的工作提示，大鼠Calm1，NF-ATc3，CCND1和CCND2是miR-16可能的靶基因，推测miR-16的下调表达能特异升高上述靶的蛋白水平，激活相应的信号通路而加重心肌肥厚。将利用腹主动脉缩窄的心肌肥厚模型和PE诱导的心肌细胞肥大模型，研究miR-16对上述靶基因和相关信号通路的调控作用以及对心肌肥厚的影响。本课题将阐明miR-16在心肌细胞肥大中的作用机制,为进行基于microRNAs的心肌肥厚治疗研究提供科学依据。

心肌肥厚可由多种刺激引发并最终导致心肌病和心衰。致心肌肥厚刺激可增强多个细胞周期调节蛋白表达，但具体机制不明。微小RNA可在转录后水平调控基因表达，已有报道微小RNA参与了心肌肥厚发生的病理过程。但尚不清楚微小RNA是否可通过调控细胞周期或者细胞周期蛋白表达参与心肌肥厚发生。微小RNA-16（miR-16）在心肌中高表达，既往研究显示miR-16参与细胞周期调控。在本研究中，我们试图证明miR-16可通过抑制细胞周期调节蛋白表达来调控心肌细胞周期参与心肌肥厚过程。. 在本研究中，我们证实miR-16表达下调与CCND1, CCND2和CCNE1表达上调一致性地出现在3种不同的心肌肥厚动物模型和2种不同的心肌肥厚细胞模型中。3种心肌肥厚动物模型分别是大鼠腹主动脉缩窄（AAC）模型，小鼠横主动脉缩窄（TAC）模型和小鼠皮下注射PE模型。2种心肌肥厚细胞模型分别是PE诱导乳大鼠心肌细胞模型和Ang-II诱导乳小鼠心肌细胞模型。利用腺病毒介导过表达miR-16可抑制AAC模型大鼠心肌肥厚, 降低PE诱导后乳大鼠心肌细胞中S期细胞比例, 降低PE诱导乳大鼠心肌细胞中ANP表达、心肌细胞表面积增加和心肌细胞中新合成RNA的增加。证实miR-16可在转录后水平调控CCND1、CCND2和CCNE1表达。分别沉默CCND1、CCND2和CCNE1表达可以与miR-16一致性地抑制PE诱导乳大鼠心肌细胞中ANP表达和心肌细胞表面积增加。因而，本研究结果证实CCND1、CCND2和CCNE1介导了miR-16对心肌肥厚表型和心肌细胞G1/S转化的抑制作用。进一步证实，STAT3/c-Myc通路在AAC模型大鼠心肌和PE诱导的乳大鼠心肌细胞中激活，利用抑制剂阻断STAT3/c-Myc通路可抑制PE诱导的乳大鼠心肌细胞中miR-16表达降低和ANP表达增加，因而，STAT3/c-Myc通路负调控发生肥厚心肌细胞中miR-16表达。 . 因此，我们证实miR-16通过抑制CCND1、CCND2和CCNE1表达和G1/S细胞周期转化发挥抗心肌肥厚作用。本研究提示补充或增加miR-16表达是减轻心肌肥厚的一种可能途径。