钙信号通路激活Myocardin诱导心肌肥厚及机制研究

Ca2+超载及其信号通路持续激活和最新发现的血清反应因子（SRF）辅助转录因子Myocardin均可诱发心肌肥厚，但其机制尚未阐明。我们先前的研究发现，细胞内Ca2+升高，可促进Myocardin驱动的心肌肥厚基因ANF表达；Ca2+信号通路信号分子Calcineurin可协同Myocardin诱导心肌肥厚；提示Ca2+信号通路激活与Myocardin诱导心肌肥厚相关。本研究将利用各种细胞和分子生物学手段，在体内外证明Ca2+和通路中的CaMK/Calcineurin及效应分子MEF2/NFAT诱发的心肌肥厚依赖于Myocardin；阐明Ca2+信号通路活化对Myocardin表达的调控及机制，最终将揭示Ca2+信号通路触发心肌肥厚及其对Myocardin表达调控的最新分子机制，为心肌肥厚的防治提供理论基础，指导干预治疗的新药开发和研制。

尽管广泛的生理和病理性的刺激可以诱导心肌肥厚，但心肌肥厚性反应是不同的信号分子相互作用并最终级联传递到核内，启动一套共同的核转录因子，通过顺式调节元件，激活心肌肥厚性相关基因表达，其中处于调控肥厚性基因表达而促发心肌肥厚中心位置的转录因子是血清反应因子（SRF)。Myocardin是最新发现的SRF协同转录因子，它与SRF结合成复合物，促进SRF- CArG box依赖的靶基因表达，影响和控制心脏的发育、增长、分化和凋亡。有关Myocardin诱导心肌肥厚已由我们率先证明，但何种信号通路及如何调控Myocardin的机制仍待阐明。业已证明，细胞内的钙及其相关信号通路的激活可诱发心肌肥厚，其可能机制是促使II类组蛋白去乙酰化酶（HDACs）磷酸化，解除了对促肥厚基因的抑制。而我们的先前研究证明，HADC5抑制Myocardin诱导的心肌肥厚；但钙信号通路是否影响myocardin诱导的心肌肥厚，而myocardin家族其它成员在心肌肥厚中作用如何？在这一过程中，染色体重建酶类是如何与MRTFs相互作用的？我们针对上述问题，开展研究，结果证明：激活Ca2+-信号通路可促发心肌细胞肥厚，而这一作用与myocardin表达活性及量的变化密切相关；模型动物实验提示myocardin对心肌肥厚的调控作用可能与Ca2+-信号通路分子调控乙酰化/去乙酰化状态有关；而除了Myocardin之外，MRTF-A足以诱发心肌肥厚，且与myocardin一样，依赖于激活心肌肥厚基因启动子上CarG box，而组蛋白乙酰化酶p300和myocardin/MRTF-A协同增强下游基因的转录活性，相反，HDAC5可以抑制这一作用；证明myocardin的自身乙酰化是myocardin激活心肌分化标志基因表达的关键因素，提示染色体重建酶类可以通过直接调制关键转录因子的活性来调控组织细胞特异性基因的表达，进而参与特定组织细胞的生理、病理效应，表明机体复杂的功能调控网络及机制；通过本研究，进一步阐明了myocardin家族转录因子在心肌肥厚中的作用及可能机制，并证明与其他可能影响心肌肥厚的信号通路及蛋白质/蛋白质转录因子相互作用及其新的效应和机制。