钙离子通路介导的细胞自噬在应激性心肌损伤中的作用及其组蛋白乙酰化调控

Psychological stress is an important precipitating factor of cardiovascular and cerebrovascular diseases,and the preliminary experiments of this topic have found that histone deacetylase inhibitor TSA can obviously reduce stress-induced myocardial injury and myocardial cell autophagy level.In that process, calcineurin inhibitor CAIN regulated by TSA through histone acetylation mechanism may play an important role in autophagy process. Based on these preliminary results, this study will further clarity the role of cell autophagy in stress-induced myocardial injury,revealed that the mechanisms of Ca2+-CaM-CaN-Bad-Bcl-2-Beclin 1 signal path in stress induced myocardial cell autophagy, and confirmed TSA could regulated the CAIN expression through histone acetylation mechanisms to inhibit cellular autophagy through the inhibition of Ca2+-CaM-CaN-Bad-Bcl-2-Beclin 1 signal path. The project can not only reveal one of pathological basis of stress-induced myocardial injury, but also provide evidence for stress induced myocardial injury and medical protective interventions.

心理应激是心脑血管疾病的重要诱因之一，本课题前期预实验发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA 能够明显减缓应激造成的心肌损伤和心肌细胞的自噬水平，在此过程中， TSA 通过组蛋白乙酰化机制调控的钙调神经磷酸酶抑制因子CAIN 可能在细胞自噬过程起重要作用。本研究将在前期结果基础上进一步明确细胞自噬在应激性心肌损伤的作用，揭示Ca2+-CaM-CaN-Bad-Bcl-2-Beclin 1 信号通路在应激引发的心肌细胞自噬中的作用机制，确认TSA 调控CAIN 的表达，抑制Ca2+-CaM-CaN-Bad-Bcl-2-Beclin 1 信号转导，降低应激引发的细胞自噬，进而降低应激性心肌损伤的分子机制,为揭示应激性心肌损伤的病理基础， 确定应激性心肌损伤防护医学干预措施提供依据。

心理应激是心脏和神经疾病的重要诱因之一，本课题前期预实验发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA 能够明显减缓应激造成的心肌损伤和心肌细胞的自噬水平，在此过程中，TSA 通过组蛋白乙酰化机制调控的钙调神经磷酸酶抑制因子CAIN 可能在细胞自噬过程起重要作用。本课题的主要研究内容包括：1、细胞自噬在应激性心肌损伤不同进程的作用；2、揭示Ca2+-CaM-CaN-Bad-Bcl-2-Beclin 1 信号通路在应激引发的心肌细胞自噬中的作用机制；3、确认TSA 调控CAIN 的表达，抑制Ca2+-CaM-CaN-Bad-Bcl-2-Beclin 1 信号转导，降低应激引发的细胞自噬，进而降低应激性心肌损伤的分子机制；4、在完成预定研究内容基础上，研究了BDNF及其组蛋白乙酰化修饰在睡眠剥夺致认知能力降低中的作用。主要研究结果包括：1、细胞自噬在应激性心肌细胞损伤早期对心肌损伤具有一定的保护作用，在心肌损伤后期加剧了细胞损伤的发生；2、钙调蛋白磷酸酶（Calcineurin, CaN）能够引起相关死亡促进因子（Bcl-2-associated death protein，Bad）的去磷酸化，去磷酸化的Bad竞争性地和Bcl-2结合，促进Bcl-2-Beclin复合物解离，从而促进细胞自噬的发生；3、组蛋白去乙酰化酶抑制剂抑制剂曲古柳菌素（Trichostatin A，TSA）可抑制HDAC2活性，提高钙调蛋白磷酸酶抑制因子（calcineurin inhibitor，CAIN）启动子区的组蛋白乙酰化水平，提高CAIN的表达，抑制钙调蛋白磷酸酶，降低应激引起的细胞自噬；4、睡眠剥夺也能够引起脑源生长因子（Brain-derived neurotrophic factor，BDNF）表达降低及其启动子组蛋白H3、H4乙酰化水平降低以及BDNF下游受体TrKB及其效应蛋白CaMKII、Erk、CREB磷酸化水平的变化。而组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA干预能够明显逆转睡眠剥夺引起的这些负性效应，显著改善睡眠剥夺引起的空间记忆降低。本研究发现了钙调蛋白磷酸酶CaN促进细胞自噬的新机制，具有重要的理论价值，而且发现了组蛋白去乙酰化抑制剂对应激性心肌损伤和神经损伤中都具有重要改善作用，将为应激性疾病的预防和治疗提供新的思路和措施。