缺氧诱导的SOCS3在慢性缺氧心肌中建立细胞适应信号稳态的分子机制研究

心肌细胞慢性缺氧适应机制是当前紫绀型先心病研究的热点,信号稳态的理论为疾病研究提供新的切入点。在我们前期的研究中发现与非紫绀型先心病心肌组织不表达相比，IL-6/JAK2/STAT3信号通路及其负调控因子SOCS3在紫绀型先心病心肌细胞中呈稳定高表达，但其具体作用机制尚不清楚。结合文献和我们前期的实验结果，推测慢性缺氧时高表达的IL-6/JAK2/STAT3/SOCS3信号通路维持NF-κB稳定的适度活化，NF-κB 活化可以正向调节IL-6/JAK2/STAT3信号通路，两者协同建立慢性心肌缺氧适应信号稳态，介导心肌细胞对抗缺氧刺激引起的细胞凋亡。为此我们拟以siRNA、pEFSOCS3真核表达质粒转染、ChIP、免疫沉淀等方法，通过大量临床标本检测及建立模拟紫绀型先心病心肌细胞生活微环境的细胞缺氧模型，探讨上述两种信号通路相互调控形成适应信号稳态的机制，为先心病治疗提供新的理论支持

心肌细胞慢性缺氧适应机制是当前紫绀型先心病研究的热点,信号稳态的理论为疾病研究提供新的切入点。本项目在前期紫绀型先心病心肌组织中研究发现IL-6/JAK2/STAT3信号通路及其负调控因子SOCS3在紫绀型先心病心肌细胞缺氧适应机制中有重要作用。本课题在前期研究的基础上提出信号稳态假说：即在心肌细胞慢性缺氧时，可诱导高表达的IL-6/JAK2/STAT3/SOCS3信号通路进而维持NF-κB稳定的适度活化，NF-κB 活化可以正向调节IL-6/JAK2/STAT3信号通路，两者协同形成信号回路调节，建立慢性心肌缺氧适应信号稳态，介导心肌细胞对抗缺氧刺激引起的细胞凋亡。课题通过SOCS3-shRNA感染、pEFSOCS3真核表达质粒转染、重亚硫酸盐测序(bisulfite sequencing PCR,BSP)等方法，通过大量紫绀型先心病心肌标本检测及在模拟紫绀型先心病心肌细胞生活微环境的心肌细胞缺氧模型的研究平台上，探讨上述两种信号通路相互调控形成适应信号稳态的机制。研究结果发现外源性过表达的SOCS3减低慢性缺氧培养心肌细胞中p-Ser-276-NF-κB p65、p-Tyr-705-STAT3、NF-κB p65(acetyl K310)蛋白在核内的表达水平，明显抑制STAT3信号路与NF-κB 信号在细胞核内存在信号交联，使心肌细胞面对缺氧刺激出现细胞凋亡明显增高，细胞膜稳定明显降低，细胞活性明显减低，失去了对缺氧的适应；同样SOCS3-shRNA抑制SOCS3的反馈性表达，失去SOCS3调控的STAT3信号路与NF-κB 信号交联过度活化，缺氧心肌细胞中STAT3及NF-κB信号表达明细增强。活化的p-Tyr-705-STAT33明显激活及增强NF-κB信号，NF-κB 调控的下游的凋亡蛋白明显增多，促凋亡蛋白cleaved-caspase-3，cleaved-PARP,PUMA及Bax均表达增多，心肌细胞形态学观察同样出现前述情况。以上研究结果说明打破信号稳态对心肌细胞的存活及活性有明显的不利影响，部分支持了假说的成立。. 信号稳态学说的建立为探寻紫绀型先心病心肌细胞适应机制提供了新的研究方向，同样通为先心病治疗提供新的理论支持，为降低重症缺氧型先心病手术死亡率及改善先心病患儿术后管理提供新的思路。.