RBM20基因在扩张性心肌病中的保护机制：自噬的作用

Dilated cardiomyopathy (DCM) is one of the most common cardiovascular disease with high mortality and morbidity. The pathogenesis of DCM is not clear at present. Latest research showed that RNA binding motif protein-20（RBM20）, a mainly expressed gene in striated muscle, played an important role in the process of dilated cardiomyopathy via regulating titin splicing. Moreover, our research group found the presence of upregulation of Beclin-1，LC3BⅡ, Atg7 and other molecular markers of autophagy in RBM20 knockout mice, which indicated an obvious change of autophagy in cardiac myocytes. However, the underlying molecular mechanism of the protection effects of RBM20 in DCM has not been elucidated. Thus, the purpose of this project is to investigate the relationship among RBM20, dilated cardiomyopathy and autophagy, and to elucidate the roles of autophagy pathways as GSK3β/ULK1 et al in the protection effects of RBM20 in dilated cardiomyopathy, via using the RBM20 over-expressed and knock-out mice model. Furthermore, clincal samples will be obtained from DCM patients to verify the results found in animals. The aim of the present study is to reveal how RBM20 gene plays an important role in the protection against dilated cardiomyopathy and to reveal the possible underlying mechanism. The research will show the therapeutic promise for RBM20 as a possible target in the management of DCM, which is most important for the diagnosis and future therapy of dilated cardiomyopathy.

扩张性心肌病是一种高发病率、高死亡率的心血管疾病，发病机制复杂。最新研究表明RBM20作为一种横纹肌中高度表达的基因，通过选择性剪接肌联蛋白，在扩张性心肌病发生、发展过程中起关键作用。项目组前期研究结果发现RBM20基因敲除小鼠心脏组织中自噬特异性标记物Beclin-1，LC3BⅡ，Atg7等表达上调，心肌细胞整体自噬水平发生明显变化。然而，RBM20基因如何通过调控自噬实现保护作用及相关分子机制目前尚不清楚。本课题拟在既往工作基础上，应用RBM20基因敲除及过表达小鼠模型，以GSK3β/ULK1等自噬信号通路为突破点，深入研究RBM20基因与心肌自噬通路主要蛋白变化及扩张性心肌病发生、发展过程的相关性，揭示RBM20基因发挥保护作用的可能分子机制；同时利用临床资源，验证动物实验中取得的结果，为RBM20基因作为扩张性心肌病的治疗新靶点提供理论依据，具有重要的理论意义和应用价值。

本研究项目旨在探讨自噬信号通路在RBM20导致的扩张性心肌病中的作用。通过该项目的实施，我们的研究结果证实：在慢性阿霉素心肌损伤时，心肌自噬水平升高，心肌细胞凋亡明显增加，小鼠的心脏左室射血分数和短轴缩短率明显下降，心脏功能明显下降，而中药单体芦丁可以明显改善上述指标，降低心肌损伤，其主要是通过抑制磷酸化Akt，降低自噬蛋白LC3B和P62的表达，降低心肌细胞自噬水平，抑制心肌细胞凋亡，从而改善心脏功能。但是，研究发现慢性阿霉素心肌损伤模型中RBM20蛋白的表达无明显变化，其发病机制与RBM20关系不大；通过建立心肌特异性的RBM20敲除C57小鼠，我们验证了在RBM20缺失导致的扩张性心肌病小鼠中，其心肌细胞的自噬水平显著升高，其相关标志分子ATG5，Beclin-1，LC3B等显著升高，单个心肌细胞的收缩舒张功能显著降低，心脏纤维化加重，心脏功能下降，而给与自噬诱导剂雷帕霉素可以提高心肌自噬水平，同时改善RBM20敲除小鼠的心脏功能，从而验证了在RBM20缺失小鼠中自噬水平的升高是一种代偿功能，进一步提高心肌自噬能够保护心脏功能，可能为RBM20突变的扩张性心肌病病人提供潜在的治疗手段和理论依据；此外，我们的研究还发现RBM20心肌过表达的小鼠会在出生2周之内发生死亡，证实RBM20表达时空的精确调控对心脏的发育是至关重要的，其过多或者过少表达对心脏可能都是有害的，其具体的致死分子机制还在进一步研究中。.本研究发表了9篇有基金标注的相关研究论文，其中4篇与该课题密切相关，在全国心血管外科年会上多次进行学术交流，培养了3名研究生。负责人获得了2016年国家科技进步奖（二等奖）、2015年中华医学会科技奖（一等奖）和2018年陕西省杰出青年项目。