USP10/SIRT6通路在心肌肥厚中的作用及机制研究

Myocardial hypertrophy is one of the important pathological processes of heart failure, which is regulated by complex intracellular signaling pathways. To elucidate myocardial hypertrophy，molecular mechanism is of great significance for the prevention and treatment of heart failure. Ubiquitinization is an important type of post-translational modification of intracellular proteins. It participates in the regulation of signal pathways related to myocardial hypertrophy by changing the functions of protein localization, activation and degradation. Ubiquitin ligase USP10 plays an important role in the innate immune signaling pathway related to myocardial hypertrophy and intracellular Ca2+ regulation. However, the role and mechanism of USP10 in cardiac hypertrophy has not been reported at home and abroad. Our previous preliminary studies showed that USP10 was highly expressed in cardiac tissue of mice with cardiac hypertrophy and in rat cardiac hypertrophy model induced by angiotensin II. Cardiac specific knockdown of USP10 revealed significant activation of Akt pathway. The aim of this project is to systematically elucidate the function and mechanism of USP10/SIT6 pathway in pathological myocardial hypertrophy through gene engineering mice model of myocardial cell specific knockout and overexpression of USP10, combined with GST-pulldown, Co-IP and intracellular function rescue techniques. In order to provide new targets and strategies for clinical drug development of cardiac hypertrophy.

心肌肥厚是心力衰竭的重要病理过程之一，受细胞内复杂信号通路调控。阐明心肌肥厚的分子机理对于预防和治疗心力衰竭具有重要意义。具有泛素连接酶功能的USP10在心肌肥厚相关的天然免疫信号通路及细胞内Ca2+离子调节上有重要功能。然而，目前国内外对于USP10在心肌肥厚疾病中的作用和机制尚无报道。我们前期初步研究显示，USP10在心肌肥厚小鼠心脏组织中及血管紧张素Ⅱ诱导的大鼠心肌细胞肥大模型中高表达，并且IP实验证实USP10与SIRT6可以直接结合。基于上述结果，我们提出USP10可能通过SIRT6抑制心肌肥厚的发生发展。为证明该假说，本项目拟通过心肌细胞特异敲除和过表达USP10的基因小鼠模型，结合用GST-pull down及细胞内功能挽救等技术，系统地阐明USP10/SIRT6通路在病理性心肌肥厚中的功能和作用机制。以期为心肌肥厚临床药物开发提供新靶点和新策略。

由于心肌肥厚因及病理的复杂性，诊断和治疗存在一定的难度，心肌肥厚至今仍是世界医学界的难题之一。具有泛素连接酶功能的USP10在心肌肥厚相关的天然免疫信号通路及细胞内Ca2+离子调节上有重要功能。然而，目前国内外对于USP10在心肌肥厚疾病中的作用和机制尚无报道。本课题组研究发现，USP10在病理性心肌肥厚小鼠模型中表达增加，为了进一步探讨USP10在心肌肥厚中的作用，我们选用USP10基因敲除和转基因小鼠建立心肌肥厚模型，体内实验表明，USP10缺乏可加重AB诱导的小鼠心肌肥厚，USP10过表达可减轻AB诱导的小鼠心肌肥厚。与体内实验结果一致，腺病毒介导的USP10过表达或沉默实验进一步表明，沉默USP10会促进心肌细胞肥大，而过表达USP10作用相反。进一步探讨机制方面，我们发现USP10可抑制AKT/GSK3β/mTOR/p70-S6K通路，进而通过去泛素化稳定SIRT6, SIRT6介导USP10对心肌肥厚的抑制作用。我们的研究首次表明，增加心肌USP10的表达可能是治疗心肌肥厚的一种新方法，为探寻防治心肌肥厚提供了可能的新靶点和新策略。项目资助发表SCI论文3篇。本研究持续进行中培养研究生2名，其中1名已毕业，1名还在学习中。项目投入经费21万元，已支出19.5438万元，各项支出与项目计划相符。剩余经费1.4562万元，剩余经费将用于本项目研究后续支出。