一组microRNAs通过线粒体途径诱导心肌缺血再灌注损伤的新机制

缺血性心脏病严重威胁人类健康，缺血再灌注损伤是其共有的病理生理特征，线粒体结构和功能障碍诱导跨膜电位耗散所致的细胞凋亡是其重要机制。PKCε在保护缺血再灌损伤诱导的线粒体凋亡通路中发挥核心性的作用。microRNA是新发现的一类基因调控因子，与心脏疾病密切相关。miR-1、 miR-181b、 miR-143与线粒体的研究国内外尚无报道。三种microRNA有共同的调节靶点PKCε。本研究拟采用缺氧再灌损伤模型从离体细胞水平、在体动物模型和转基因动物水平，应用Luciferase荧光素酶报告基因、膜片钳、Western Blot、Real-time PCR、线粒体功能检测等技术研究miR-1、 miR-181b、 miR-143对PKCε基因的调节和对线粒体的调控作用，首次将一组miRNA与线粒体联系起来，并弥补二者之间联系的缺失环节，阐明其细胞和分子机制，为缺血性心脏病的治疗提供新靶点。

本项目立足于缺血性心脏病发病机制和防治方法这一科学难题和研究热点，采用缺血缺氧损伤模型从离体细胞水平和在体动物水平，系统研究了miR-143等一组microRNAs在缺氧诱导的心肌凋亡中对PKCε基因的调节和对线粒体的调控作用。结果表明心肌缺血损伤诱导miR-143、miR-1、miR-25表达上调。miR-143通过抑制PKCε表达和功能，干扰PKCε向线粒体转位，从而抑制mKATP通道开放，增加mPTP开放，促进线粒体膜电位ΔΨm耗散，线粒体功能障碍，最终激活caspase酶系而诱导细胞凋亡的发生。此研究首次将microRNA与线粒体联系起来，并通过PKCε这一新靶蛋白的研究弥补了二者之间联系的缺失环节，阐明了其细胞和分子机制，为缺血性心脏病的治疗提供新靶点。本项目系统研究并探讨了miR-1过表达对心脏功能的影响及潜在的分子机制，证明miR-1能够通过靶向作用MYLK3、CALM1和CALM2，对cMLCK和CaM产生转录后抑制，进而引起p-MLC2v、p-CaMKII和p-cMyBP-C蛋白表达的减少，使肌节结构发生改变。肌节结构的改变导致不利的心脏重构，引起收缩和舒张功能障碍，甚至引发心力衰竭。首次证明miR-1通过改变心脏关键收缩蛋白的表达诱发不利的心肌重构，揭开了miR-1在病理生理方面的新篇章。本项目研究并证实了急性心肌梗死（AMI）患者血浆中升高的miR-1与心脏功能指标具有良好的负相关性，循环中的miR-1有潜力作为预测急性心肌梗死以及梗死后心衰的生物标记物，为AMI的诊断和相关性心源性猝死的防治提供无价的信息。本项目已培养博士生1名、硕士生3名，已发表SCI索引论文2篇。