MIF通过调控SIRT1信号通路减轻心肌缺血再灌注损伤的作用及机制研究

Macrophage migration inhibitory factor (MIF) is a pleiotropic cytokine that is closely related to myocardial ischemia/reperfusion (I/R) injury. Recent evidence suggest that secreted myocardial MIF acting in an autocrine/paracrine fashion can reduce I/R injury by activating AMPK and suppressing JNK-mediated cell apoptosis. At the same time, MIF provides cardioprotection during I/R by reducing oxidative stress. Silent information regulator 1 (SIRT1) is a type of histone deacetylase whose activity is dependent on nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+). The protective of SIRT1 is by regulation energy metabolism, apoptosis and oxidative stress during I/R. The AMPK and SIRT1 signaling pathway are evolutionarily conserved energy sensors in cells. It exert positive feedback loop between AMPK and SIRT1. Hence, we hypothesized that MIF ameliorates I/R injury through modulating the SIRT1 pathway. In the current project, Wild type mice and MIF and CD74 knock-out mice were established I/R model. And observe the change of energy metabolic, apoptosis and oxidative stress during I/R. rMIF was used to further investigate the role of MIF/SIRT1pathway during I/R injury, and provide new insights and targets for the prevention and cure of the myocardial I/R injury.

巨噬细胞移动抑制因子（MIF）是一种多效细胞因子，与心肌缺血/再灌注（I/R）损伤密切相关。近年研究发现，心肌中的MIF可通过自分泌/旁分泌方式激活AMPK以及抑制JNK介导的细胞凋亡或者减少氧化应激抗心肌I/R损伤。沉默信息转录调控因子1（SIRT1）是一种NAD+依赖的组蛋白去乙酰化酶，可通过调控能量代谢、抑制凋亡及氧化应激保护心肌I/R损伤。AMPK和SIRT1信号通路是细胞上进化高度保守的能量感受器，它们之间存在正反馈环路。因此，我们提出假说：MIF可以通过调控SIRT1信号通路减少心肌I/R损伤。本课题组以野生型和MIF、CD74基因突变型C57BL/6小鼠为研究对象，观察心肌I/R损伤过程中能量代谢、凋亡以及氧化应激和SIRT1信号通路的变化，并通过使用重组MIF（rMIF）进行干预，诠释MIF/SIRT1信号通路在心肌I/R损伤中的重要作用，为心肌I/R损伤防治提供新思路。

心肌缺血再灌注（ischemia/reperfusion, I/R）损伤是经皮冠脉介入治疗和心肺转流术治疗缺血性心脏病时所发生的一种常见的现象，严重制约着缺血性心脏病的救治。巨噬细胞移动抑制因子（MIF）作为一种多效促炎细胞因子，在心肌I/R损伤中发挥着至关重要的作用，但是其作用机制尚不清楚。本课题首先探讨MIF在心肌缺血再灌注损伤中的作用；其次明确MIF是否可影响心肌缺血再灌注过程中SIRT1信号通路；最后明确MIF是否通过调控SIRT1信号通路减轻缺血再灌注损伤。结果：①与野生型小鼠sham组相比较，野生型小鼠心肌I/R后EF及FS显著降低、心肌梗死面积增大、TUNEL阳性心肌细胞数目增多、活性氧(ROS)生成增加以及血清中心肌酶LDH、CK-MB、CK 的漏出增加(P < 0.05)；与野生型小鼠I/R组相比，MIF敲基因型小鼠心肌I/R后EF及FS进一步降低，心肌梗死面积、TUNEL阳性心肌细胞数目、ROS生成以及血清中LDH、CK-MB、CK 的漏出均进一步增加。②与野生型小鼠sham组相比，野生型小鼠心肌I/R后SIRT1表达显著降低；与野生型小鼠I/R相比，MIF敲基因小鼠心肌I/R后SIRT1表达更进一步降低（P<0.05）。③与野生型小鼠心肌I/R组相比较，给予MIF抑制剂ISO-1进一步降低SIRT1的表达、AMPK激动剂AICAR可显著增加SIRT1的表达 (P<0.05)。④与野生型小鼠心肌I/R组相比较，给予ISO-1小鼠心肌I/R后EF及FS进一步降低，心肌梗死面积、TUNEL阳性心肌细胞数目、ROS生成以及血清中LDH、CK-MB、CK 的漏出均进一步增加；而给予AICAR处理以后EF及FS进一步升高，心功能得到改善，同时，心肌梗死面积、TUNEL阳性心肌细胞数目、ROS生成以及血清中LDH、CK-MB、CK的漏出均进一步减少(P <0.05)。⑤沉默MIF以后，H/R诱导的心肌细胞凋亡、氧化应激损伤以及心肌酶漏出均进一步增加（P<0.05）。⑥沉默MIF以后，与H/R组相比，沉默MIF的H/R组SIRT1表达进一步降低。⑦沉默SIRT1以后，H/R诱导心肌细胞凋亡、氧化应激损伤以及心肌酶漏出均进一步增加（P<0.05）。⑧给予SIRT1激动剂RSV处理以后，可减轻沉默MIF时H/R诱导的心肌细胞凋亡(p < 0.05)。结论：①MIF