蛋白酶体抑制通过糖原合酶激酶-3改善心肌肥大的机制

研究表明，抑制蛋白酶体活性可显著改善心肌肥大，但其机制尚不明确。糖原合酶激酶-3（GSK-3）活性升高也可减轻心肌肥大，但蛋白酶体与GSK-3的关系尚未见报道。申请者在前期研究中发现，抑制蛋白酶体活性可以上调GSK-3活性，提示蛋白酶体抑制可能通过调节GSK-3活性改善心肌肥大。因此，本项目拟在原代新生大鼠和成年大鼠心肌细胞肥大模型，给予蛋白酶体的特异性抑制剂-lactacystin，明确其中GSK-3活性的变化及其分子机制，并用RNA干扰的GSK-3质粒（pSUPER-GSK-3）转染、GSK-3抑制剂LiCl处理细胞，以下调GSK-3活性，探讨GSK-3在蛋白酶体抑制改善心肌肥大中的作用及其具体机制，在成年大鼠初步探讨蛋白酶体抑制后改变GSK-3活性对心肌肥大的影响，为心肌肥大的治疗提出新的机制，并为其药物靶点开发提供新的依据。

本研究绝大部分内容都按照计划进行，而且比较符合计划书中的预期结果，取得主要成果简述如下：. 研究表明，抑制蛋白酶体活性可显著改善心肌肥大，但其机制尚不明确。糖原合酶激酶-3（GSK-3）活性升高也可改善心肌肥大，但蛋白酶体与 GSK-3 的关系尚未见报道。本研究在原代新生大鼠心肌肥大细胞给予蛋白酶体的抑制剂lactacystin和MG132处理细胞后，荧光底物法检测蛋白酶体活性显著降低，Western Blot检测发现GSK-3α和β活性明显升高，心肌细胞肥大指标如心肌细胞胚胎型基因ANF mRNA表达、蛋白合成速率、心肌细胞表面积均明显下降，而给予GSK-3抑制剂LiCl后，上述指标均被逆转，进一步研究发现，蛋白酶体抑制可能通过调节Akt和AMPK活性而影响GSK-3的活性，而GSK-3可能通过调节histone和GATA4的核内外水平而影响心肌肥大；在压力超负荷诱导的心肌肥厚大鼠，通过腹腔注射蛋白酶体抑制剂MG132以及GSK-3的抑制剂LiCl，利用小动物超声技术发现，蛋白酶体抑制可通过升高GSK-3的活性改善心肌肥厚大鼠的左心室重量（LVM AW） ，左心室前、后壁厚度（LVAW，LVPW），左心室收缩和舒张末期内径（LVID），左心室射血分数EF（%）和短轴缩短速率FS（%）等心功能指标，因此进一步验证了蛋白酶体抑制通过升高GSK-3活性改善心肌肥大的机制，从抑制蛋白酶体活性防治心肌肥大角度提出新的作用机制，并为蛋白酶体作为防治心肌肥大的药物靶点提供新的药理学依据。