p55gamma对心脏缺血再灌注损伤的保护作用研究

Cardiovascular disease is one of the leading causes of death in the world. Ischemia/reperfusion injury can cause cardiomyocyte death and subsequent heart failure. p55gamma is a key regulator of cell apoptosis and proliferation. Here, we hope to investigate the role of p55gamma in cardiomyocyte death and the related mechanisms. First, we will test the effect of p55gamma in cardiomyocyte apoptosis and necrosis in vivo and in vitro. Second, we will delineate the mechanisms with mass spectrum and RNA-Seq screening. Final, all the targets will be further validated and investigated. With this study, we will integrate the network regulating cardiomyocyte survival and death, which will uncover novel therapeutic targets of cardiac injury.

心血管疾病是危害人类健康的重要疾病。包括缺血/再灌注损伤等在内的损伤都会引起心肌细胞死亡，进而引起心力衰竭等疾病。磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)是调节细胞生存和增殖的重要分子，p55gamma是新近发现的一个PI3K调节亚基，p55gamma通过抑制血管平滑肌细胞增殖而抑制损伤诱导的新生内膜的形成，但p55gamma在心肌细胞中是否有作用尚待阐明。本课题希望研究p55gamma在心肌细胞缺血/再灌注损伤中的作用及机制。我们将首先在体内和体外水平，研究p55gamma对心肌细胞凋亡和坏死的作用；而后我们将利用质谱和RNA-Seq筛选等高通量技术，在心肌细胞中研究p55gamma保护心肌细胞损伤的相关信号通路；最后我们将对筛选出的信号通路进行验证和深入研究。本项目希望以p55gamma为节点，进一步丰富心肌损伤保护的调控网络，为心肌细胞损伤的临床防治提供新的药物设计靶标。

心血管疾病是危害人类健康的主要疾病。而缺血性心脏病又是最主要的心血管疾病，是引起心肌损伤的最常见的原因。及时和完全的再灌注是治疗缺血性心脏病的最有效方法，但再灌注本身又会造成进一步损伤，称为“缺血/再灌注损伤(I/R)”。在该面上项目的资助下，我们在心肌损伤修复的机制研究中取得一些重要进展。发现p55gamma通过抑制细胞凋亡和细胞坏死保护心肌免受缺血/再灌注损伤。主要开展了以下研究：p55gamma过表达对心肌细胞损伤的保护作用；p55gamma基因敲除对心脏损伤的作用；p55gamma对心肌细胞损伤的作用机制研究。.p55gamma是由PIK3R3基因编码的磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）的调节亚基，p55gamma是否参与心肌损伤修复机制的调控未见有研究。我们研究发现，在缺血/再灌注、缺氧/复氧和氧化应激损伤刺激后，心肌细胞中p55gamma的mRNA 和蛋白表达水平与对照组相比显著下调。使用腺病毒高表达p55gamma可以减少缺氧/复氧和氧化应激诱导的细胞死亡和细胞凋亡。并且p55gamma心脏特异性转基因小鼠与野生型对照组小鼠相比，缺血/再灌注损伤诱导的心肌梗死面积显著减少，心功能明显改善；与之相反，在p55gamma基因敲除小鼠中，与野生型对照组小鼠相比，I/R诱导的心肌梗死面积明显增加。深入的机制研究显示，心肌细胞高表达p55gamma后，Akt和GSK3β的磷酸化水平显著增高，同时在p55gamma心脏特异性转基因小鼠的心脏中Akt和GSK3β的磷酸化水平也显著增高。同时，在心肌细胞中高表达p55gamma后，抗凋亡关键分子Bcl-x(L)的表达上调。进一步，高表达p55gamma的心肌细胞中敲低Bcl-x(L)可以加重缺氧/复氧诱导的细胞死亡和细胞凋亡。.我们的结果表明p55gamma通过抑制细胞凋亡和细胞坏死保护心肌免受缺血/再灌注损伤，其机制是通过激活Akt-GSK3β通路和上调抗凋亡关键蛋白Bcl-x(L)。由于心肌细胞是终末分化型细胞，几乎没有再生能力，那么p55gamma抑制细胞凋亡和细胞坏死保护心肌免受缺血/再灌注损伤的作用，这使得p55gamma可能成为缺血性心脏疾病的理想的作用靶点。此部分研究目前已经在Cardiovascular Research杂志返修，还有一篇论文已经撰写完毕，近日将投稿。