儿茶酚胺抑素catestatin在心脏重塑中的功能和机制研究

Catestatin (CST), a chromogranin A (Chga)-derived peptide, inhibits release of catecholamine by acting on neuronal nicotinic acetylcholine receptor. Catecholamines, including norepinephrine(NE) mainly, whose excessive activation can cause pathological cardiac remodeling, including left ventricular hypertrophy and myocardial fibrosis, may ultimately lead to heart failure. Our previous studies have shown that the CST level decreased and the NE level increased gradually during the progression of stage A to C. The same phenomenon has been found in the rat model of heart failure. It has been proven that NE can enhance oxidative stress, which led to cardiac remodeling. We hypothesize that CST prevents the developing of cardiac hypertrophy and fibrosis via inhibiting the release of NE, reducing oxidative stress in order to improve the cardiac function. This project offers an opportunity to address the role of CST on inhibiting cardiac remodeling. We will overexpress CST or downregulate its expression in the hyperplasia cardiac fibroblasts and rats cardiac remodeling model induced by NE to identify the mechanisms of cardiac remodeling and the related regulating pathway. It may provide new ideas and strategies for the prevention and treatment of heart failure.

儿茶酚胺抑素（catestatin，CST）是一种源于嗜鉻蛋白A的多肽，能够作用于乙酰胆碱受体抑制儿茶酚胺释放。以去甲肾上腺素（Norepinephrine，NE）为主的儿茶酚胺的过度激活可引起病理性心脏重塑，包括心肌肥厚和纤维化，最终发展为心力衰竭。我们以往研究显示，患者从心功能A期向C期的进展过程中，CST水平逐渐下降，NE水平逐渐上升，同时伴随心脏重塑的加重，在大鼠心衰模型中发现了同样的现象，同时我们也证实NE可以增强氧化应激反应，引起心脏重塑。我们假设，CST通过减少NE释放及抑制氧化应激反应，减轻心肌肥厚和纤维化。本课题分别在体外培养的心脏细胞、整体大鼠NE心脏重塑模型中，探讨过表达CST、敲低CST表达水平对心脏重塑的影响，并针对CST抑制心脏重塑的上下游调控机制展开研究，明确CST在抑制心脏重塑中的作用，实现从临床现象的观察到基础机制的探索，为心力衰竭的防治提供新的思路和策略

本项目圆满完成了原计划既定任务，达到了预期目标。取得的成果相继发表在Plos One、Journal of Geriatric Cardiology等国际知名杂志，共发表SCI论文5篇，其中影响因子>2.0的2篇，另有2篇论文正在投稿，这些研究结果属于本领域中的重要创新性发现。.第一、.阐明了儿茶酚胺抑素（catestatin）在去甲肾上腺素（Norepinephrine，NE）介导的心脏重塑中的作用及其特点。我们构建了去甲肾上腺素诱导的大鼠心脏重塑模型，分别在NE刺激、catestatin作用以及NE+catestatin共同作用下表达情况，探讨catestatin在动物模型中对纤维化、心肌肥大的作用及其特点。结果发现在大鼠NE心脏重塑模型中及CST给药剂量下，超声心动图检测室壁厚度、整体解剖水平以及组织化学法直接测量心肌细胞横截面积,均未观察到CST抑制心肌肥厚的作用。Catestatin在常规给药剂量下可以抑制去甲肾上腺素引起的心脏中胶原沉积和胶原mRNA 表达；CST抑制去甲肾上腺素引起的心脏成纤维细胞增殖和胶原蛋白合成。.第二、.阐明了儿茶酚胺抑素catestatin抑制去甲肾上腺素介导的心脏重塑的可能机制。经catestatin干预后与NE组相比CTGF表达下调，catestatin干预组ROS 探针的荧光强度明显减弱，且心脏组织中MDA 含量亦显著降低，在细胞实验中，catestatin呈剂量相关地抑制NE诱导的心脏成纤维细胞增殖及胶原合成，说明catestatin通过抑制氧化应激发挥抑制纤维化的作用。成纤维细胞内ROS来源于两个途径，NADPH氧化酶和线粒体氧化呼吸链。catestatin抑制NADPH氧化酶NOX2和NOX4表达，抑制线粒体氧化呼吸链来源的ROS，从而减少ROS的生成。超氧化物歧化酶(SOD)，过氧化氢酶（CAT）, 愈创木酚过氧化物酶(GPX)影响 ROS 的排出，catestatin可以促进GPX、CAT表达的增加，从而促进ROS的排出。从而明确catestatin通过减少ROS的生成，增加ROS的排出抑制氧化应激反应从而发挥改善心脏重塑的作用。.第三、.我们追踪了心肌梗死以及心房颤动患者的超声结果，发现儿茶酚胺抑素catestatin与上述患者的心脏重塑过程以及临床预后明显相关，提示catestatin可以作为心脏重塑的