纠正钙离子稳态异常对心力衰竭中内质网应激-炎症信号的影响

心力衰竭是当今医学研究的重大课题，系统性炎症激活是心力衰竭的重要特征，转基因过表达肌浆网钙ATP酶(SERCA2a)纠正肌浆网(SR)钙稳态异常可以改善血流动力学状况，还可以减少心肌凋亡、降低全身炎症因子水平，改善动物生存，但其机制并不明确。申请者在研究中发现过表达SERCA2a可以明显抑制内质网应激(ERS)关键分子的表达，从而阻断凋亡信号。这一调节方式可能与其改善心肌和肌体免疫激活有关。本研究将以过表达SERCA2纠正SR钙稳态异常对ERS分子的机制探讨为出发点，针对心肌免疫激活中NF-κB及AP1途径，在离体心肌细胞、离体缺血/再灌注心脏模型、腹主动脉束扎和阿霉素心衰大鼠模型中，观察心力衰竭ERS与NF-κB、AP1信号的相互作用，了解过表达SERCA2a对衰竭心肌细胞ERS-炎症激活途径网络的影响，探讨其抑制系统炎症激活的可能机制，为心力衰竭新的治疗手段提供新的依据。

背景：已知未折叠蛋白反应（UPR）三条途径（PERK、IRE1、ATF6α通路）均与炎症关键转导途径(IKK/NF-κB)存在联系。我们既往的研究证明，过表达SERCA2a能减轻心肌的ERS，推测过表达SERCA2a可能通过减轻ERS而减轻炎症信号转导。.研究内容：构建乳大鼠原代心肌细胞衣霉素(TM)诱导ERS、缺氧/复氧（H/R）诱导ERS，采用过表达SERCA2a进行拯救的细胞模型。EMSA检测NF-κB、AP-1的DNA结合活性。免疫印迹法（WB）检测UPR及炎症的关键蛋白。RT-PCR检测UPR相关分子及促炎症细胞因子的转录水平。检测细胞上清中IL-1ß、MCP-1等的含量。孵育Fluo-8检测胞液钙离子水平，DCFH-DA检测细胞内的活性氧（ROS）水平。.结果：.1.过表达SERCA2a减轻TM诱导的胞液钙离子水平与细胞ROS水平升高。与TM+rAd-EGFP组比较，过表达SERCA2a组IRE1的磷酸化低25%（P<0.01），CHOP低40%（P>0.05），Caspase 12、Caspase 3的剪切分别减少了56%（P<0.01）、33%（P<0.05），XBP1（s） mRNA减少了20.8%（P<0.05）。.2.过表达SERCA2a抑制TM、H/R引起的NF-κB与AP-1的DNA结合活性上调。.3.与TM组比较，过表达SERCA2a组IL-1β和MCP-1的mRNA表达分别低40%（P<0.05）和18.3%（P>0.05）；细胞培养液中IL-1β的含量低7.6%（P<0.05）； .4.WB检测感染腺病毒48小时而尚未进行处理的细胞的TRAF2水平，发现过表达SERCA2a组TRAF2水平显著降低。.结论：过表达SERCA2a通过维持钙稳态，降低ROS，减轻ERS介导的IRE1激活，减轻ERS介导的NF-κB与AP-1的DNA结合活性上调，减少IL-1β的分泌。过表达SERCA2a减轻H/R诱导的NF-κB与AP-1的DNA结合活性上调。腺病毒转导SERCA2a引起了内质网过负荷反应（EOR），EOR可能使心肌细胞发生预适应现象，减轻接下来的ERS引起的炎症激活。.科学意义：首次发现过表达SERCA2a减轻TM、H/R引起的NF-κB与AP-1的DNA结合活性上调。首次发现腺病毒转导SERCA2a引起的EOR使心肌细胞产生了预适应现象