p53转录后多样化修饰在糖尿病心肌纤维化的发生及进展中的机制研究

Diabetic cardiomyopathy(DCM) is an important complication of diabetes. It is well established that chronic high blood suger stimulates cardiac fibroblast to secret collagen I and III, speeding up the process of cardic fibrosis and remodelling. Our recent research data found that AMPK activator resveratrol could inhibit the production of collagen I, reducing the degree of cardiac fibrosis and improving DCM in mice. In addition, Lucifarase experiment indicated that p53 might be a new nuclear transcription factor for collagen I. Furthermore, in the presence of high sugar, p53 and ac-p53 tends to accumulate in fibroblast. p53 is a well known tumour suppressor gene. Phosphoryation and aceytlation are important processes involved in the function of p53, whose roles are not fully understood in the regulation of cardiovascular system. Herein, We speculate that 1) high blood sugar inhibit phosphorilation of p53 at Ser15 and Ser392, which enhance DNA damage through inactivation of AMPK; and 2) high sugar inhibits the expression of SIRT1, making Ac-p53 accumulation，which causes the transcription, expression and secreation of Collagen I, which induces cardiac fibrosis, and promotes the initiation and progression of DCM. We propose to elucidate the The role of multiple post-transcriptional modification of p53 on DNA damage and Collagen I expression in cardiac fibroblast using in vitro, in vivo and knockout mice models. We also propose to establish the mechnisms of AMPK/SIRT1 in p53 modification and regulation, which could potencially facilitate novel therapeutic targets in DCM.

糖尿病心肌病（DCM）是糖尿病重要并发症，长期慢性高糖可刺激心肌成纤维细胞分泌I型和III型胶原，加速心肌纤维化和心脏重构。课题组前期发现：1）使用AMPK激动剂白藜芦醇可抑制I型胶原合成，降低心肌纤维化改善DCM；2）p53是I型胶原一个新的核转录因子，且高糖诱导p53及乙酰化p53在成纤维细胞聚积。p53受多种磷酸化及乙酰化修饰调节，在心血管的作用尚未阐明。我们推测高糖通过抑制AMPK活性，抑制p53的Ser15、Ser392位点磷酸化，加速DNA损伤；高糖还可抑制SIRT1表达，使得乙酰化p53积聚，引起I型胶原转录、表达及分泌增加，促进心肌纤维化和DCM的发生发展。本课题拟采用离体、在体及基因敲除小鼠等多种技术阐明p53多样化修饰对心肌成纤维细胞DNA损伤及I型胶原表达的调节作用及机制，明确AMPK/SIRT1对p53的多样化修饰和调控的作用机制，为探索DCM调节治疗靶点提供依据。

糖尿病是引发心肌纤维化最主要的原因之一，长时间高糖可诱导心肌成纤维细胞P53蛋白发生磷酸化和乙酰化等多种转录后修饰，发挥调节细胞周期和应激反应的关键作用，诱导心肌成纤维细胞的损伤及应激反应，导致心肌纤维化的发生。.本研究首先提取、鉴定的心肌成纤维细胞系，进而在体外通过细胞学实验分析不同条件干预下，t-P53、P-P53(Ser15)、P-P53(Ser392)、Acetyl-P53、α-SMA、TGF-β1、Smad-3、P-Smad-3、I型及III型胶原等相关指标的表达水平，最后进行了体内实验，通过糖尿病小鼠模型对体外实验结果予以验证。.主要取的以下结果：.1.Resveratrol可以浓度依赖性地抑制高糖诱导的心肌成纤维细胞的增殖；.2.高糖可以抑制P53 Ser15、Ser392位点的磷酸化和增强P53乙酰化，导致心肌成纤维细胞的活化和增殖，这一过程可以被Resveratrol所逆转；.3.高糖显著促进心肌成纤维细胞中I型及III型胶原mRNA和蛋白表达，I型胶原的分泌，Resveratrol可逆转这一过程。.4.Resveratrol活化AMPK/SIRT1通路，抑制P53乙酰化介导的心肌成纤维细胞增殖及胶原纤维沉积，主要以抑制I型胶原为主，起到抑制糖尿病心肌纤维化的作用。.本研究通过分子（p53 Ser15、 Ser392位点磷酸和乙酰化等转录后修饰变化）、信号（AMPK/SIRT1-p53信号通路的调节机制）、细胞（心肌成纤维细胞活化，合成及分泌胶原增加）和整体（动物模型干预，细胞活化和信号通路验证）等多个层面深入探讨并证明了p53通过多种修饰作用调节心肌成纤维细胞的活化， 发现：Resveratrolveratrol通过活化AMPK/SIRT1通路，介导心肌成纤维细胞P53蛋白的乙酰化，抑制心肌成纤维细胞活化与增殖，降低胶原蛋白的分泌，起到抑制糖尿病心肌纤维化的作用，从而最终起到抗心肌纤维化的作用。对阐明糖尿病心肌纤维化的分子发病机理及作用机制有重要意义，为探讨糖尿病心肌纤维化的防治新策略提供新的分子细胞学依据。相信在不远的未来有关Resveratrol抗纤维化的作用可以被应用到临床，成为抗心肌细胞纤维化的重要治疗手段。