转录因子EB (TFEB) 诱导的自噬通路分子在Doxorubicin诱导的心肌重构中的作用研究

Drug-induced cardiomyopathy is a major secondary cardiomyopathy, in which anticancer drugs Doxorubicin (DOX) –induced cardiomyopathy is usually characterized as dilated cardiomyopathy, it could eventually lead to heart failure if not intervened, which limits its clinical application. Autophagy pathway is a hot topic in recent years for its function of clearing damaged organelles and maintaining the cellular homeostasis. This grant mainly investigates the function of autophagy pathway in DOX-induced cardiac injury from transcription level. The most important thing is to investigate the protective role of transcription factor EB (TFEB) in DOX-induced zebra fish and mice heart injury models, especially roles in heart reconstruction caused by chronic cardiac injury. We try to investigate the function of TFEB on cardiomyocyte apoptosis、 cardiac fibrosis and hypertrophy. For the mechanism investigation, the first thing is to clarify the autophagy molecules activated or inhibited by TFEB, furthermore, pick up the most important moleculars and investigate their function. Further investigation is to verify the hypothesis: function of TFEB is played by decreasing the autophagosome accumulation through inducing lysosome protein expression.

药物性心肌病是继发性心肌病主要的一种，其中抗肿瘤药物Doxorubicin（DOX）所引发的心肌病常表现为扩张性心肌病的特征，若不加干预最终可导致致命性心力衰竭，限制了其临床应用。自噬通路由于其发挥清除受损害的细胞器以维持细胞自身稳态近年来备受关注。利用自噬-溶酶体通路的激活快速清除DOX损害的心肌细胞内细胞器实现对受损害的心肌细胞的保护是本课题的主旨，本课题创新之处在于从转录水平探讨自噬通路在DOX诱导的斑马鱼和小鼠心肌损害中的保护作用，重点探讨转录因子EB（TFEB）发挥的作用，尤其是慢性药物作用导致的心肌重构中，TFEB对细胞凋亡、纤维增生、心肌肥厚的干预作用；机制方面，首先阐明TFEB通过激活或者抑制了哪些自噬分子，并且想筛选出发挥主要作用的几种分子，进一步探究其功能；其次更深一步机制研究上想证实TFEB的保护作用是否是通过诱导溶酶体的表达，减少自噬小体的堆积来实现。

TFEB基因是控制溶酶体合成的管家基因. 由其转录翻译合成的蛋白--转录因子 EB(TFEB) 调控溶酶体的水解酶,膜蛋白和自噬通路中相关基因的表达,是自噬调控中重要的转录因子. TFEB分子结构为螺旋-环-螺旋亮氨酸拉链 (helix-loop-helix leucine zipper)。当细胞处于正常状态，TFEB存在于胞浆中，当细胞处于stress或者溶酶体积聚发生时，TFEB 发细胞核转位，调控一系列靶基因的表达.尽管研究显示TFEB有重要的保护作用，但是作为重要的转录因子，其诱导了哪些自噬和溶酶体信号分子的转录还知之甚少，明确 TFEB 激活或是抑制的自噬信号分子对于了解 TFEB 的功能以及进一步开发临床应用有重要意义;此外 TFEB在心脏中的作用国内外研究目前非常少，尤其对于 TFEB 是否发挥改善心肌重构的作用目前研究还是空白。.在该国家自然科学基金项目的资助下, 本课题组研究了TFEB在不同疾病模型包括DOX诱导的心肌重构模型,主动脉缩窄（TAC）引起的心肌肥厚模型以及血管紧张素2 (AngII) 长期小剂量渗透诱导高血压模型中的作用,研究发现转染TFEB明显改善主动脉缩窄（TAC）引起的心肌肥厚, 显著缓解了TAC诱导的心衰（图4）, 组织学结果显示TFEB的过表达预处理显著缓解了TAC诱导的左心室肥厚，缓解了心室肌纤维化程度，蛋白检测进一步验证了纤维化标志物fibronectin (FN)和心肌纤维化标志物alpha-smooth muscle actin (α-SMA)在TFEB过表达组TAC4周小鼠心脏中明显少于对照组（AAV-GFP+TAC4WK; 在Ang2 诱导的慢性高血压模型中, 转染TFEB 4~5周后, 明显改善Ang2引起的心肌肥厚, 心功能降低..但是在DOX诱导的小鼠的心肌重构模型中, 转染TFEB明显加重了心肌损害,表现为心动超声检测中,EF%和FS%明显下降, 形态学检测显示心脏面积缩小,电镜显示心脏肌纤维减少. 上述结果给我们提示TFEB在心脏的作用机制较为复杂，对压力负荷导致的心肌肥厚有明显改善作用,但是对心肌损伤导致的心肌重构心功能保护作用有限, 后期进一步研究其调控的基因,以期达到利用干预该转录因子精准干预心肌损伤的目的。..