lncRNA MALAT1靶向miR-145/smad3调控心肌纤维化的机制研究

LncRNA is a key regulatory molecule in the heart diseases, but there are little reports about lncRNA regulating myocardial fibrosis. Our early results showed lncRNA-MALAT1 significantly increased in patients of heart failure and in TAC mice, cardiac function decreased and myocardial fibrosis with MALAT1 recombinant lentivirus heart injection in mice, which hint that MALAT1 is an important regulatory molecules. Based on the regulation network of gene expression is the most important field of the heart disease, the project used transgenic animal and cell culture techniques to investigate the promotion effect on myocardial fibrosis and its molecular biology mechanism induced by MALAT1. Its mechanism is that MALAT1 acted as an endogenous sponge of miR-145, which downregulates miR-145 expression levels. miR-145 is able to directly bind to Smad 3 and inhibit its expression. So downregulation of miR-145 upregulates Smad 3 expression and activates the TGF-beta signal pathways. Our project reveals a novel cardiac fibrosis regulating model that is composed of MALAT1, miR-145 and Smad 3. The modulation of their levels may provide a new approach for treating cardiac fibrosis.

lncRNA是心脏疾病发生的关键调控分子，而调控心肌纤维化lncRNA尚无报道。本项目初步证实lncRNA-MALAT1在纤维化的心肌组织中显著升高，其重组慢病毒心脏注射小鼠心功能下降并表现纤维化，提示MALAT1可能是心肌纤维化重要调控分子。基于目前基因表达的调控网络是心脏疾病分子机制研究的重中之重，本项目拟通过转基因动物、慢病毒载体系统和细胞培养，应用分子生物学技术、萤光素酶报告基因等技术证实MALAT1具有促进心肌纤维化作用；其机制是通过海绵样作用降解miR-145，增加miR-145靶基因smad3的表达，激活TGF-β信号通路从而促进心肌纤维化的发生与发展，建立心肌纤维化病理过程中lncRN-miRNA -mRNA调控网络；设计以MALAT1为靶点的siRNA基因治疗药物，开展心肌纤维化的预防和治疗实验，为心肌纤维化的药物治疗提供新思路和新靶点.

心脑血管疾病已成为当今世界危及人类生命的头号杀手，严重危害人类健康，造成巨大的家庭和社会经济负担。高血压、心肌梗死、慢性充血性心力衰竭、心房颤动等常见心脏病都伴有心肌重构的病理过程，而心肌纤维化(myocardial fibrosis，MF)是心肌重构的重要环节，与心律失常、心功能障碍及心脏猝死密切相关。预防和逆转心肌纤维化已成为众多心血管疾病的主要治疗目标，因此探索心肌纤维化的发生机制和寻找其治疗新靶点和治疗策略一直是心血管领域的重要研究课题。.lncRNA亦是继microRNA后人类疾病发生的一类关键调控分子，其作用机制主要是参与转录及转录后的基因调节。lncRNAs可作为miRNA海绵、改变miRNA表达水平、通过绑定和封闭miRNA调控其表达，构成lncRNAs–microRNA-mRNA新的调控网络系统轴。本项目通过筛选临床心衰合并心肌肥厚的患者发现心肌纤维化时MALAT1表达增高，以MALAT1为研究对象通过在体动物、慢病毒载体系统和细胞培养，应用分子生物学技术、萤光素酶报告基因等技术证实MALAT1具有促进心肌纤维化作用；其机制是MALAT1通过内生海绵作用降解miR-503；miR-503表达减少可上调其靶基因apelin的表达，激活TGF-β信号通路从而促进心肌纤维化的发生与发展。本项目将从在体、离体、转基因动物验证我们的实验假设，建立心肌纤维化病理过程中lncRNA–miRNA-mRNA调控网络；同时设计以MALAT1为靶点的siRNA基因治疗药物，开展心肌纤维化的预防和治疗实验。.本项目从lncRNA调控纤维化基因表达的角度研究其致病机制和由此引发的心脏功能的改变，为心肌纤维化的防治提供新的理论依据和干预靶点。这些发现对认识心肌纤维化的形成机制，完善和开创新的心肌纤维化诊治手段具有重要的科学意义。