PHLPP1的表达及线粒体转位在糖尿病心肌缺血易损性中的作用研究

Diabetes has been strongly associated with increased morbidity and mortality of ischemic cardiovascular disease, eliciting myocardial ischemic vulnerability. The suppressed activity of protective protein kinase plays a critical role in aggravated ischemic injury of diabetic heart. PHLPP1 dephosphorylates protective protein kinase Akt, resulting in cardiomyocytes apoptosis. Meanwhile, some research demonstrated that PHLPP1 abundance is significantly related to insulin resistance. Our recent study found that basal PHLPP1 protein level in ob/ob mice heart upregulated and decreased following ischemia/reperfusion(I/R)，and myocardial I/R enhanced translocation of PHLPP1 to mitochondrion in diabetic heart, suggesting that the expression and translocation of PHLPP1 might be the potential mechanism of myocardial ischemic vulnerability in diabetes. Therefore, the aims of our study were: ①to explicit the expression state and cellular translocation of PHLPP1 in diabetic heart; ②to clarify the role and regulatory mechanism of PHLPP1 in cardiac insulin resistance and diabetic-related ischemic intolerance. In order to provide theoretical basis for prevention and treatment of diabetic ischemic cardiovascular disease.

糖尿病患者缺血性心脏病的发病率及病死率均显著增高，表现为心肌缺血易损；而保护性蛋白激酶活性降低是导致糖尿病心肌缺血损伤加重的重要原因。蛋白磷酸酶PHLPP1可使保护性蛋白激酶Akt去磷酸化失活，导致心肌细胞凋亡。研究报道，糖尿病患者胰岛素抵抗程度与PHLPP1表达正相关。我们目前的研究发现，ob/ob小鼠心肌PHLPP1本底水平较野生型小鼠上调，缺血/再灌注后PHLPP1表达下调，但PHLPP1向线粒体转位增强；提示：糖尿病心肌中PHLPP1的表达及线粒体转位可能是糖尿病心肌缺血易损的原因。本课题拟在前期研究基础上: ①明确糖尿病心肌PHLPP1的表达变化及细胞内转位；②阐明PHLPP1在心肌胰岛素抵抗以及糖尿病心肌缺血损伤中的功能和调控机制；以期为防治糖尿病缺血性心脏病提供新的理论依据。

如何最大限度减轻心肌缺血/再灌注（MI/R）损伤，提高缺血性心肌病救治效果，是心血管领域亟待解决的重要问题。蛋白磷酸酶PHLPP1在心肌I/R损伤以及衰老心肌缺血易损性中扮演重要角色。然而，心肌I/R本身对PHLPP1表达的影响及其调控机制，目前尚未见报道。胰岛素抵抗是2型糖尿病的病理生理学基础。相关研究工作提示，PHLPP1与胰岛素抵抗关系密切。然而，心肌PHLPP1在糖尿病心肌缺血易损性中的作用，目前仍不清楚。本研究旨在明确心肌I/R对PHLPP1表达的影响及潜在的分子机制。在此基础上探讨PHLPP1在胰岛素抵抗心肌缺血易损性中的作用。采用10~12周龄雄性C57BL/6和ob/ob小鼠，构建急性心肌I/R模型；取1~3天龄SD大鼠，培养原代乳鼠心肌细胞，采用离体缺氧/复氧（H/R）模拟心肌I/R。按照实验方案设计用TNF-α、H2O2及相应抑制剂（依那西普，NAC）预处理心肌细胞。采用蛋白质免疫印迹、细胞免疫荧光染色及染色质免疫共沉淀（ChIP）等方法检测相应指标。本课题的主要发现：心肌I/R及H/R过程中，炎症反应和氧化应激共同参与调控心肌PHLPP1表达。一方面，炎症因子TNF-α活化NF-κB向细胞核转位，介导PHLPP1的转录表达调控；另一方面，H2O2引起的氧化应激作用后期抑制PHLPP1表达。胰岛素抵抗ob/ob小鼠心肌I/R后PHLPP1向线粒体转位增强，后者抑制线粒体功能并促进心肌细胞凋亡，导致胰岛素抵抗心肌缺血损伤加重。