Calreticulin-STAT3/PKC信号通路介导的线粒体损伤在扩张型心肌病发病中的分子机制研究

申请者在前期通过大规模蛋白质筛选技术，首次发现扩张型心肌病（DCM）大鼠心肌线粒体有钙网蛋白（Calreticulin，CRT）异位高表达，以此为基础，本项目结合现有文献报道，创新性提出CRT在线粒体异位高表达可能是DCM发病的又一新的分子基础。心肌线粒体高表达CRT可能由STAT3/Erp57/cTnT/Akt及PKC/ERK1/2信号转导通路介导，并使心肌细胞线粒体发生结构或功能异常，最终导致心肌细胞肥大、凋亡或坏死，参与DCM的发生。为此，本课题将从在体及细胞培养角度，采用pcDNA3.1-CRT真核表达载体及siRNA-CRT技术，使CRT高表达或低表达，并结合线粒体结构与功能研究，全方位揭示CRT致线粒体损伤在DCM发病中的作用。本假说若能被证实，那么抑制或敲除CRT基因，将有望成为DCM治疗的新靶点。因此本研究成果不仅有助于揭示DCM发病机制，而且具有一定的临床应用前景。

扩张型心肌病是一种以心腔扩大和心肌收缩功能减退为特征的心肌疾病，由于病因不明，迄今尚无有效防治措施，一旦进展为心力衰竭，预后极差。因此，因此揭示扩张型心肌病的发病机制，并寻找有效且特异的防治措施，一直是心血管领域的重大课题。.在前期通过大规模蛋白质筛选技术，首次发现扩张型心肌病大鼠心肌线粒体有钙网蛋白异位高表达，以此为基础，本项目结合现有文献报道，创新性提出钙网蛋白在线粒体异位高表达可能是扩张型心肌病发病的又一新的分子基础。本项目原计划包括两个方面的研究内容，经过4年的努力，目前已全部完成既定研究计划。首先，证实了钙网蛋白从细胞内质网向线粒体移位的病理意义，阐明了钙网蛋白在线粒体异位高表达对心肌线粒体结构和功能损伤，从全新角度揭示了扩张型心肌病发病机制；其次，揭示了钙网蛋白基因与STAT3信号转导通路基因群的相互关系，明确钙网蛋白-STAT3-MnSOD信号转导对心肌线粒体结构或功能的影响，从分子水平揭示钙网蛋白在扩张型心肌病发生与发展中的作用。上述研究成果不仅丰富了钙网蛋白在心肌细胞亚细胞器的分布情况，为进一步探索钙网蛋白生理功能提供了明确的实验依据，还揭示了钙网蛋白在扩张型心肌病发病过程中的作用，为寻找扩张型心肌病防治靶点指明了新的研究方向。.除上述计划内研究内容之外，本课题组还研究了钙网蛋白、STAT3、硫氧还蛋白2等因素介导的线粒体损伤在克山病、糖尿病心肌病、病毒性心肌炎等疾病中的作用。主要包括以下几个方面：第一，探讨了线粒体功能异常在低硒大鼠心肌损伤发生过程中的作用及其中可能的机制；第二，探讨了低硒大鼠心肌细胞凋亡过程中经典凋亡通路及内质网应激可能发挥的作用；第三，探讨了线粒体中STAT3活性改变与低硒大鼠心肌损伤的关系；第四，探讨了硫氧还蛋白2对低硒大鼠心肌线粒体结构和功能的影响；第五，探讨了钙网蛋白介导线粒体损伤在高糖诱导心肌细胞凋亡中的作用；第六，探讨了线粒体损伤在病毒性心肌炎心肌损伤和心功能异常发生中的作用。.在资助项目执行期间，项目负责人和研究者本着科学严谨的态度，严格按照项目申请书中研究计划开展科学研究，取得了丰硕的研究成果。通过对实验结果的分析总结，截止目前，已发表13篇科技论文，其中7篇发表在国际知名SCI期刊，3篇发表在Medline收录期刊，3篇发表在中文核心期刊上。除此之外，还培养博士3人，其中已毕业2人；培养硕士2人，均已毕业。