芒果苷调节谷氨酰胺分解代谢抑制心脏肌成纤维细胞活化的研究

Many cardiovascular diseases can induce myocardial remodeling and fibrosis is usually considered the common pathological basis in the development. The accumulation of extracellular matrix proteins in the cardiac interstitium impairs the plasticity of myocardial excitation contraction, leading to heart failure. Myofibroblast activation is not only the initial cause for fibrosis, but also works as a driver for the pathological process. Mangiferin is a major component .in rhizome anemarrhenae, with beneficial effects on metabolism and cardioprotection. In the present study, we will investigates the action of mangiferin to inhibit myofiibroblast activation and cardiac fibrosis with focus on the regulation of glutaminolysis. The major contents of this study include:1) To find the molecular target by which mangiferin upregulates Nrf2 induction and promotes GSH production; 2）to know if mangiferin shifts glutaminilysis-driven glutamate from anaplerosis in growing myofibroblasts to the generation of GSH though Nrf2/GSH activation; 3) to confirm that mangiferin prevents myofibrolast activation and fibrosis by inhibiting cell differentiation and proliferation due to the limited glutamate available. In the study, we address the functional connection between anti-oxidative stress and glutaminilysis in the setting of fibroblaste activation and expect the findings would contribute to designing a novel strategy for the management of cardiac fibrosis.

心肌纤维化是不同心血管疾病所致心肌重塑的共同病理基础。细胞外基质在心肌组织沉积使心肌兴奋性收缩变化的可塑性受损，最终导致心功能不全。心肌成纤维细胞活化是纤维化发生的重要原因，并贯穿纤维化发展全过程。芒果苷是中药知母的主要活性成分，具有纠正代谢紊乱和心血管保护作用。本课题拟以激活Nrf2调节谷氨酰胺分解代谢为切入点，考察芒果苷抑制肌成纤维细胞活化和对抗心肌纤维化的作用。本课题主要研究内容：1）确认芒果苷调节Nrf2表达分子靶点和促进还原型谷胱氨肽（GSH）合成的作用；2）探明芒果苷激活Nrf2/GSH路径，分流谷氨酰胺分解产生的谷氨酸的作用；3）证实芒果苷通过分流谷氨酰胺分解代谢限制谷氨酸回补反应，从而有效抑制心肌成纤维细胞分化转化和增殖，表现出抑制心肌成纤维细胞活化和纤维化发生的调节作用。本课题将抗氧化作用与谷氨酰胺分解相衔接，研究结果将有可能为开辟代谢调节干预纤维化的新方向做出积极贡献。

心肌纤维化是不同心血管疾病所致心肌重塑的共同病理基础。心肌成纤维细胞活化是纤维化发生的重要原因，并贯穿纤维化发展全过程。本研究旨在探讨芒果苷是否通过激活Nrf2/GSH信号路径，调节谷氨酰胺代谢，抑制纤维细胞活化。采用小鼠主动脉弓缩窄手术（TAC），引起小鼠心功能受损，心肌纤维化。芒果苷有效改善了左心室收缩功能，并抑制了心脏成纤维细胞增殖、活化，减少了细胞外基质的沉积；体外TGF-β1刺激心肌成纤维细胞，促进谷氨酰胺分解，增加细胞内谷氨酸含量。芒果苷通过降解Keap1蛋白，增加Nrf2蛋白的稳定性，激活Nrf2并转录调节脂解抗氧化蛋白的合成。在心肌纤维细胞中，芒果苷通过激活Nrf2，促进细胞内谷氨酸与细胞外胱氨酸交换，增加GSH的含量。同时，芒果苷通过重新调控谷氨酸细胞内外的分布，削弱谷氨酸回补反应，有效抑制TGF-β1刺激的成纤维细胞增殖分化。为进一步证明，通过外源性补充谷氨酸，确实降低了芒果苷对心肌成纤维细胞增殖和活化的抑制作用。此外心脏选择性敲降Nrf2，减弱了芒果苷的心脏保护作用。本研究证明了芒果苷通过重新分配谷氨酰胺分解衍生的谷氨酸，激活Nrf2/GSH减轻心肌纤维化，研究结果为开辟代谢调节干预纤维化的新方向做出积极的贡献。