心脏特异表达蛋白LRRC10 与FHL2协同抑制SRF信号介导的心肌肥大的分子机制研究

LRRC10, expressed specifically in myocardium, is one of candidate inhibitors for cardiac hypertrophy screened from a mouse cardiac hypertrophic model by the applicants. The results obtained demonstrated that Lrrc10 inhibits SRF-mediated cardiac hypertrophy in rat primary myocardiac cells and in Lrrc10 transgenic mice by disturbing the nucleo-cytoplasmic shuttle of SRF. In order to clarify the molecular mechanism on LRRC10 suppressing cardiac hypertrophy, we identified FHL2, another cardiac hypertrophic inhibitor, as an interaction partner of LRRC10 by employing yeast two hybrid, and so on. In this project, using Real-time PCR, Western blot, Pull-down, Co-IP, sublocation analysis, reporter gene analysis, EMSA, ChIP, histological and cytological analysis，we will try to answer these questions: 1) whether FHL2 and LRRC10 synergistically inhibits cardiac hypertrophy introduced by SRF in cells；2) to confirm LRRC10's repression effect on cardiac hypertrophy mediated by SRF in Lrrc10 knockout mice; 3）whether FHL2 synergistically blocks the nucleocytoplasmic shuttle of SRF；4）whether FHL2 and LRRC10 synergistically suppresses the expression of downstream cardiac hypertrophic target genes activated by SRF. This project will lead the conlusion about whether and how LRRC10 interacts with FHL2 to inhibit synergistically SRF-mediated cardiac hypertrophy, and clarify the mechanism on LRRC10 with FHL2 to repress SRF-mediated cardiac hypertrophy.

申请人前期筛选了一个的心肌肥大候选抑制因子LRRC10，并在细胞和小鼠模型中证明LRRC10通过影响SRF的核质穿梭抑制SRF信号介导的心肌肥大。为了阐明LRRC10抑制心肌肥大的分子机制，通过酵母双杂交等技术鉴定心肌肥大抑制因子FHL2为其互作蛋白。本项目拟以原代大鼠心肌细胞、Lrrc10转基因和基因敲除小鼠为模型，通过Real-time PCR、免疫印迹、Pull-down、Co-IP、亚细胞定位、报告基因分析、EMSA、ChIP、组织学分析等多种方法，研究以下问题：1）FHL2是否与LRRC10协同抑制SRF介导的心肌肥大反应；2）在基因敲除小鼠中进一步确认LRRC10抑制SRF介导的心肌肥大； 3）FHL2是否协同抑制SRF的核质穿梭；4）FHL2是否协同抑制SRF激活的下游肥大靶基因的表达。本项目将阐明LRRC10和FHL2协同抑制心肌肥大的分子机制。

LRRC10是近年来新发现的含LRR（Leucine-rich repeat）模体的心脏特异性表达因子。该基因在成体心脏中的表达远远高于胚胎期，提示其可能在心脏发育尤其是在成体心脏功能中有重要的作用。为了探究这种心脏专一的高表达基因在成体心脏中的功能，本课题组成员培育了Lrrc10转基因和基因敲除小鼠。通过Real-time PCR、免疫印迹、Pull-down、Co-IP、亚细胞定位、报告基因分析、EMSA、ChIP、组织学分析等多种方法进行研究。结果显示：1）该基因在由心肌肥大发展而来的心衰患者心肌组织以及受病理性肥大因子刺激的大鼠原代心肌细胞、小鼠心脏中的表达水平均显著降低；2）LRRC10与调控心肌肥大反应的关键性转录因子SRF和FHL2均存在相互作用；其中LRRC10的任意LRR结构域都能与SRF结合，SRF则通过MADS结构域与LRRC10互作；3）LRRC10在体内参与心肌的病理性肥大反应；4）LRRC10通过与FHL2协同作用，抑制SRF介导的心肌肥大反应；5）其分子机理是LRRC10与FHL2与协同抑制SRF的核质穿梭，从而降低SRF与靶基因启动子中SRE元件的结合，进而抑制SRF激活的下游肥大靶基因ANF、β-MHC、SKa、Sma、Et1、Egr1的转录。本项目的研究成果揭示了LRRC10在成体心脏中的作用并丰富了对心肌肥大分子机制的理解。.本项目获得国家发明专利授权一项；已发表标注此项目的论文11篇（其中SCI论文7篇）；培养毕业研究生8名，参加国际国内学术交流11人次。