Nrf2在梗死/缺血心肌血管生成中的作用及其机制研究

冠心病心肌梗死因未及时或未完全再血管化导致心力衰竭、心律失常和心脏性猝死发生率极高，严重影响预后。治疗性血管生成可促进这类患者心肌修复，是心血管病研究领域的难点和重点。有研究表明，核转录相关因子-2（Nrf2）能促进眼底血管发育，但Nrf2是否能促进梗死/缺血心肌的血管生成，尚无相关研究报告。先前研究提示，外加低压稳恒直流电场可诱导梗死/缺血心肌血管生成，而电场可导致组织细胞产生氧自由基，升高细胞内氧化应激水平，促进氧化应激转录因子Nrf2表达。因此，本课题假设以Nrf2为靶点的血管生成能促进梗死/缺血心肌修复，拟采用慢病毒高表达Nrf2并结合外加电场探索Nrf2在梗死/缺血心肌血管生成中的作用，并通过siRNA、免疫印迹法、EMSA等方法检测其上下游信号分子的表达变化，进而阐明其作用机制及环节，为常规方法难以完全再血管化的严重梗死/缺血心肌的修复奠定理论基础，提供实验证据。

本课题假设以核转录相关因子-2(Nuclear factor-erythroid 2-related factor,Nrf2）为靶点的血管生成能促进梗死、缺血心肌的修复。采用慢病毒高表达Nrf2，研究大鼠心肌微血管内皮细胞（CMECs）在低氧条件下的成血管作用，并通过大鼠在体试验，将Nrf2转染CMECs的内皮祖细胞（EPCs），观察了Nrf2在梗死、缺血心肌血管生成中的作用。结果显示：过表达Nrf2可显著促进CMECs在缺氧条件下的成血管能力、迁移能力，抑制缺氧诱导的细胞凋亡，而不影响CMECs的增殖。并经抑制试验的相反结果所证实。在大鼠实验性心肌梗死模型上的研究显示：感染Nrf2的EPCs行动物在体移植后，使心肌梗死（MI）边缘区血管密度显著增加、心脏功能（LVDs、LVDd 和LVEF）显著改善。.通过siRNA、EMSA、免疫印迹法等检测其上下游信号分子的表达变化，并结合外加低压稳恒直流电场（LVSDCEFs)作用，证明Nrf2促血管生成的作用环节和机制包括：上调其下游靶基因血红素氧合酶1（HO-1）；促使细胞内产生活性氧族（Reactive Oxygen Species，ROS ）而诱导Nrf2由胞浆向胞核内转位；促进大鼠CMECs迁移；抑制CMECs和EPCs凋亡；增强血管内皮生长因子（Vascular endothelial growth factor,VEGF）、 缺氧诱导因子1α（Hypoxia Induced Factor 1α，HIF-1α）表达；促进缺血心肌在LVSDCEFs 刺激后张力蛋白同源物基因（PTEN）的表达，从而改善左心室功能；低（或缺）氧可能部分地通过磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶通路（Phosphatidylinositol 3-kinase/Akt，PI3K/Akt）增强Nrf2表达。.共发表论文5篇[其中SCI期刊论著2篇，欧洲心脏杂志(Eur Heart Jl摘要1篇），培养博士研究生3名。.全部完成课题计划。研究结果有助于对难以完全血运重建的严重梗死、缺血心肌的修复提供实验证据和理论支持。