FXR受体通过线粒体途径诱导心肌缺血/再灌注损伤的新机制：孤儿受体SHP的关键作用

Our previous studies suggested that nuclear receptor farnesoid-X-receptor (FXR) is a novel apoptosis mediator and contributes to the myocardial ischemia/reperfusion injury (Eur Heart J, 2012). However, the underlying signaling mechanism has not been clearly elucidated. In the preliminary experiment, we found that the FXR downstream target protein, small heterodimer partner (SHP), could be activated and translocate from the nucleus to mitochondria, which might play a critical role in the FXR-induced apoptotic pathway in the setting of myocardial ischemia/reperfusion injury. The present study was designed to investigate the role of FXR-SHP cascade pathway in the setting of myocardial ischemia/reperfusion injury and post-infarction remodeling, using molecuar fluorecent probe combined with laser scanning confocal microscope, in vivo/in vitro siRNA gene silencing or gene knockout, and in vivo small animal image techniques. The results of our study would highlight the importance of FXR-SHP cascade signaling pathway in the setting of myocardial ischemia/reperfusion injury and post-infarction remodeling, and provide novel target in treating ischemic heart diseases.

我们前期研究发现核受体FXR是一种新的心肌细胞凋亡的调控因子并参与缺血/再灌注损伤（Eur Heart J, 2012），但其潜在机制不明。我们在预实验中发现，孤儿受体SHP可被FXR受体诱导出核并靶向作用于线粒体，可能在FXR受体介导的心肌缺血/再灌注损伤中扮演关键角色。在前期工作基础上，本项目将首次对FXR-SHP核受体级联通路在缺血心肌再灌注及心梗后重塑中的作用进行研究，拟通过在体和离体实验，应用分子荧光探针结合激光扫描共聚焦、在体/离体基因沉默或敲除技术以及活体小动物影像技术等先进实验方法，重点研究这条新的核受体信号通路参与缺血心肌再灌注损伤的深入机制，阐明 FXR下游靶蛋白SHP受体介导的信号通路在诱导心肌线粒体功能失调、细胞凋亡和缺血/再灌注损伤等一系列病理过程中所起的关键作用，为治疗缺血性心脏病提供新的技术路线和筛选新的基因靶点。

背景：核受体超家族（NR）是一类配体依赖的转录因子，近年研究显示 NR 成员在心血管疾病的发病过程中扮演着极其重要的角色。我们前期研究发现核受体FXR/NR1H4是一种新的心肌细胞凋亡的调控因子并参与缺血/再灌注损伤，但其潜在机制不明。.方法：本项目从离体和整体两个水平，采用急性/慢性心肌缺血损伤模型和缺氧复氧细胞模型，利用基因敲除小鼠和在体siRNA干扰技术，结合细胞生物学和分子生物学技术、分子荧光探针激光扫描共聚焦显微镜、小动物心超和PET-CT 检测及电子显微镜扫描等实验方法，检测FXR/NR1H4及与其相关NR成员在心肌缺血再灌注损伤中的表达变化，及其对梗死面积、心肌细胞凋亡、自噬功能和氧化应激的影响及其分子机制。.结果：我们发现活性氧自由基介导核受体FXR-SHP级联在缺血心肌中的表达上调，核受体SHP在心肌细胞中介导线粒体功能异常和线粒体凋亡通路活化。进一步研究发现，核受体FXR/NR1H4促进压力负荷诱导的慢性心肌重构发展。在此基础上，我们进一步发现核受体FXR/NR1H4的异源二聚体搭档 RXR/NR2B1及与其相关NR成员在急性心肌缺血/再灌注损伤中具有重要调节作用。与核受体FXR/NR1H4的促进损伤作用不同的是，核受体RXR/NR2B1， LXRα/NR1H3， RORα/NR1F1，及VDR/NR1I1在急性心肌缺血/再灌注损伤中发挥保护作用。其中，核受体RXR/NR2B1和LXRα/NR1H3的保护作用主要与抑制线粒体凋亡通路相关。核受体RORα/NR1F1和VDR/NR1I1的心肌保护作用主要与抗氧化应激和影响自噬功能相关，并发现缺氧/复氧心肌中自噬功能改变主要由激酶CSNK2调控。进一步研究发现，核受体LXRα/NR1H3和 RORα/NR1F1在慢性心肌重构中亦发挥重要保护作用。.结论：核受体FXR-SHP级联促进急性心肌缺血再灌注损伤和慢性心肌重构的发展，而核受体FXR/NR1H4的异源二聚体搭档RXR/NR2B1，及LXRα/NR1H3， RORα/NR1F1，VDR/NR1I1核受体在急性心肌缺血再灌注损伤和慢性心肌重构中具有相反的保护作用，主要机制与对心肌细胞凋亡、氧化应激及自噬功能的差异性调控密切相关。这些发现不但丰富了核受体在心血管疾病中重要调节作用的理论，提示了心肌损伤的新机制，而且为以干预核受体、特别是核受体之间