促炎蛋白S100/Calgranulins在肥胖诱导的心脏损伤中的作用与机制研究

基本信息
批准号:81870299
项目类别:面上项目
资助金额:57.00
负责人:严玲
学科分类:
依托单位:武汉大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张德玲,马振国,廖海含,徐蔓,樊迪,黄思慧,车妍,王兆鹏
关键词:
肥胖炎症心力衰竭晚期糖基化终产物受体S100/钙粒蛋白
结项摘要

Obesity itself is an independent risk factor for the development of heart failure independent of other comorbid conditions. Obesity-related cardiac injury is one of the most serious complications. Chronic inflammation mediated the pathological process of obesity-related cardiac injury. The S100/Calgranulin proteins (including S100A8, S100A9 and S100A12 ) are reliable markers of inflammation and obesity. However, the specific role of S100/calgranulins in obesity-related cardiac injury is not understood. Our previous studies had found that the transgenic “humanized” mice with transgenic expression of human S100A8, S100A9 and S100A12 (hBAC-S100) developed profound central obesity, which was almostly abolished in hBAC-S100 mice lacking receptor for advanced glycation end products(RAGE). Thus, we propose the following hypothesis: S100/Calgranulins-mediated chronic inflammation promotes obesity-related cardiac injury in a RAGE-dependent manner.We aim to investigate the effects of S100/Calgranulins on obesity-related cardiac injury induced by high fat diet (HFD) using hBAC-S100 transgenic mouse and RAGE knockout mouse models. The effects of S100/calgranulins on obesity-related cardiac injury are to be analyzed by inflammation, cardiac hypertrophy, cardiac fibrosis, glucose and lipid metabolism. We will further investigate intracellular signaling pathways including MAPK, NF-κB, AKT and AMPK. The possible mechanisms by which S100/Calgranulins affect the development of obesity-related cardiac injury are to be explored from bone marrow transplantation study and co-culture study of bone marrow-derived cells expressing S100/Calgranulins with either intact RAGE signaling or with deleted RAGE signaling and cardiac myocytes. In addition, S100/Calgranulins binding compound ABR215757 will be used to test the therapy effects on obesity-related cardiac injury in HFD-fed hBAC-S100 mice. The study will increase our knowledge of the pathogenesis of obesity-related cardiac injury and might give important new insights into the therapeutic strategy of obesity- related cardiac injury and heart failure.

肥胖是心力衰竭的独立危险因素。促炎蛋白S100/Calgranulins是可靠的肥胖标志物,能否直接导致肥胖及心脏损伤尚无报道。我们前期研究发现人源化过表达S100/Calgranulins小鼠(hBAC-S100)的肥胖表型在RAGE基因敲除(KO)背景下完全消失。由此我们提出假说:S100介导的慢性炎症以RAGE受体依赖性方式促进肥胖相关心脏损伤。本项目拟采用hBAC-S100与RAGEKO小鼠建立高脂诱导的肥胖模型,从心功能、大体观察、组织病理、分子标志物表达等多个层面研究S100对心肌炎症/心肌肥厚/纤维化/糖脂代谢的影响,探讨MAPK、NF-κB、AKT、AMPK信号通路机制。结合骨髓移植及髓系炎症细胞与心肌细胞共培养,联合S100抑制药物干预,验证S100/RAGE在肥胖相关心脏损伤中的作用。项目将阐明S100介导肥胖相关心脏损伤的作用与机理,为防治肥胖相关心力衰竭提供新靶点。

项目摘要

肥胖是心力衰竭的独立危险因素。促炎蛋白S100/Calgranulins是可靠的肥胖标志物,能否直接导致肥胖及心脏损伤尚无报道。我们前期研究发现人源化过表达S100/Calgranulins小鼠(hBAC-S100)出现肥胖表型。本项目研究了S100/Calgranulins在肥胖相关心脏损伤以及心肌重构中的作用及其信号转导机制。我们成功建立高脂饮食诱导的肥胖相关心脏损伤小鼠模型,发现高脂饮食诱导心肌组织S100/Calgranulins及其受体RAGE/TLR4和炎症/心肌肥厚/心肌纤维化标志物高表达。S100/Calgranulins以RAGE受体依赖性方式促进肥胖和糖耐量异常。S100/Calgranulins中和抗体减轻肥胖及其相关心肌肥厚、纤维化和心脏炎症。利用压力负荷诱导的小鼠心肌重构模型,我们发现心肌重构过程中S100a8/9表达上调,心肌特异性过表达人源型S100a12加重小鼠心肌重构,心肌特异性敲除S100a9减轻小鼠心肌重构。体外细胞实验再次验证了S100a8/9的促心肌重构作用。作用机制研究显示S100a8/9通过ROS依赖方式诱导成纤维细胞生长因子23(FGF23)分泌,从而激活钙调神经磷酸酶(CaN)/活化T细胞核因子(NFAT)信号通路,阻断成纤维细胞生长因子受体4(FGFR4)可抵消S100a8/9的促心肌重构作用。这些研究结果表明S100/Calgranulins促进肥胖相关心脏损伤以及压力负荷诱导的心肌重构,其促心肌重构作用是通过FGF23-FGFR4激活CaN/NFAT通路而介导的。本项目为探索心肌重构和心力衰竭的发生发展机制提供了新线索,为开发防治心肌重构和心力衰竭的药物奠定了实验室工作基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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