GIT1对心肌细胞能量代谢的调控机制及其在心力衰竭中的作用

Heart failure is a complex pathophysiological process. Recently, it is showed that mitochondria dysfunction plays a critical role in this process. PGC-1 dysregulation results in impaired mitochondrial biogenesis and enhancd oxidative stress, which is essential for the progress of cardiac hypertrophy and heart failure. As a scaffold protein, GIT1 directly interacts with signal molecules and regulates different signaling pathways. Our preliminary data suggest that GIT1 is required for PGC-1 expression through CamKI-HDAC5 pathway, implying that GIT1 is involved in pathogenesis of cardiac hypertrophy and heart failure. In current proposal, we will use embryonic cardimyocytes and H9C2 cells challenged with stretch to study the role of GIT1 in CamKI-HDAC5-PGC-1α signaling by measuring mitochondrial function, western blot, co-immunoprecipitation, luciferase reporter assay and so on. In addition, we will determine the role of GIT1 in cardiac function using cardiac specific GIT1 knockout mice. Our study will provide new therapeutic target for cardiac hypertrophy and heart failure.

心力衰竭是一种复杂的病理生理过程。近年研究发现线粒体功能障碍参与了心肌肥厚和心力衰竭的过程，其中PGC-1表达异常会造成线粒体合成功能障碍和加剧氧化应激，从而导致心肌肥厚和心力衰竭。GIT1做为支架蛋白，能直接与信号分子相互作用，并在不同的细胞中调节不同的信号通路。我们前期研究发现GIT1调节CamKI和HDAC5磷酸化并促进PGC-1表达，提示GIT1可能通过CamKI-HDAC5-PGC-1参与心肌肥厚心力衰竭的发病机制。本项目拟通过牵张刺激胚胎期心室肌细胞和H9C2细胞，结合线粒体功能检测、Western blot、免疫共沉淀和荧光素酶报告基因等方法阐明GIT1对CamKI-HDAC5-PGC-1通路的调节机制。另外通过心脏特异性GIT1基因敲除小鼠，明确GIT1在心肌肥厚和心力衰竭中的作用及可能参与机制，为心肌肥厚和心力衰竭的防治提供新的分子靶点。

心力衰竭是心脏疾病发展的终末阶段，严重危害人类健康。近年研究发现线粒体功能障碍在心肌肥厚和心力衰竭的发生发展中至关重要，其中关键分子PGC-1表达异常会造成线粒体合成功能障碍和加剧氧化应激，从而导致心肌肥厚和心力衰竭。GIT1做为支架蛋白，能直接与信号分子相互作用，并在不同的细胞中调节不同的信号通路。本项目首先于在体水平探讨GIT1对小鼠心脏功能调节的影响：出生后小鼠心脏组织GIT1表达升高，GIT1全身敲除小鼠及心肌细胞特异性敲除小鼠心功能明显受损，提示GIT1介导心肌细胞成熟；此外，虽然成年小鼠诱导性敲除心肌细胞GIT1未影响心脏功能，但心肌肥厚或心衰组织中GIT1表达明显上调，提示其在在心肌肥厚和心力衰竭中的重要作用。在机制方面，本研究发现GIT1调节CamKI和HDAC5磷酸化并促进PGC-1表达，该作用主要通过GIT1上的SHD(250-420)结构域实现。GIT1-PGC-1α/β通路的研究将为心肌肥厚和心力衰竭等心血管疾病的防治提供新的分子靶点。