新型丹参素衍生物促进线粒体生物合成抗心肌缺血损伤机制研究

Myocardial ischemia is a primary cause of sudden death worldwide while current therapeutic agents for ischemic heart diseases cannot meet the clinical needs..DT-018 is a novel Danshensu and tetramethylpyrazine analogue. Mechanism research showed that DT-018’s cardioprotection effects are possibly through the restoration of mitochondrial function. DT-018 can active the PGC-1α/Nrf2 pathway which is rely on MEF2D and the cardioprotection was partially blocked when AMPK was inhibited. Small molecular probe method was used and we found that DT-018 can target on ERp57. So we speculate that AMPK and ERp57 are the upstream regulatory protein and there exists a regulatory relationship between the AMPK and ERp57 in terms of mitochondrial biosynthesis. In the present study, we will investigate the target and regulation network on mitochondrial biosynthesis in vivo after DT-018 treatment. This finding will not only provide new intervention targets for developing novel anti-myocardial ischemic drugs, but also lays the foundation for the development of chemotherapeutic methods Which is depend on increase mitochondrial biosynthesis and maintain mitochondrial function against cardiovascular disease.

在研究用于治疗心肌缺血创新临床候选药DT-018的过程中，我们发现DT-018对心肌细胞的保护作用与其对线粒体正常功能的维护有关。机理研究表明，DT-018能激活PGC-1α/Nrf2通路且对PGC-1α的调控依赖于MEF2D，当AMPK被抑制时DT-018的心肌保护作用被部分阻断，利用小分子探针法发现DT-018能靶作用于ERp57。因此，我们推断DT-018的上游很可能存在着靶蛋白，包括AMPK、 ERp57且二者在调控线粒体生物合成方面存在某种调控关系，但尚无相关文献报道。本课题将以DT-018为工具，利用DARTS蛋白质组学和TMT定量标记方法研究DT-018治疗后体内促进线粒体生物合成的靶点及调控网络，阐明AMPK与ERp57在线粒体生物合成调节方面的关系。该发现将为开发新型抗心肌缺血药物提供新的干预靶点，并为开发通过增加线粒体生物合成和维护线粒体功能对抗心血管疾病的化学治疗方法

在研究用于治疗心肌缺血创新临床候选药DT-010的过程中，我们发现DT-010对心肌细胞的保护作用与其对线粒体功能的维护有关。前期机理研究表明，DT-010能激活PGC-1α/Nrf2通路且能够促进Nrf2的核转移进而促进一系列抗氧化蛋白的表达；当AMPK被抑制时DT-010的心肌保护作用被部分阻断；利用小分子探针法发现DT-010能靶作用于ERp57。因此，我们推断DT-010的上游很可能存在着靶蛋白，包括AMPK、ERp57且二者在调控线粒体方面存在某种调控关系。本课题顺利开展，检测了线粒体拷贝数，确定了DT-010可以促进线粒体生物合成；利用TMT定量标记方法研究了口服DT-010后大鼠心肌组织中可溶性蛋白表达差异情况，以此寻找和完善了线粒体调控的靶点及调控网络；利用小分子抑制剂，进一步证明了DT-010的心肌保护活性与AMPK有关；进一步的分子对接和体外激酶实验证明DT-010对AMPK的调控属于间接调控。利用Western blot检测了AMPK可以激活下游信号通路PGC-1α/Nrf2/Tfam，并促进ERp57的表达，而当利用shRNA敲除技术，沉默AMPK时，ERp57表达显著减少，证实了DT-010可通过激活AMPK调控ERp57蛋白表达，进而影响线粒体功能；利用shRNA敲除技术沉默ERp57，证实了DT-010可通过调控ERp57表达来增强线粒体的氧化磷酸化功能；且DT-010可通过影响ERP57表达调控PGC-1α，进而改善线粒体功能。这些发现提供了新的干预靶点，研究成果将用于创新型抗心肌缺血药物临床IND的申报，并为开发通过增加线粒体生物合成和维护线粒体功能对抗心血管疾病的化学治疗方法奠定夯实基础。