PINK1/Parkin介导线粒体自噬参与病理性心肌肥厚的机制及其分子调控研究

In the early stage of pathological myocardial hypertrophy, there are myocardial mitochondria injury, and the level of mitophagy mediated by PINK1/Parkin is increased. MiRNA-34 may be involved in regulating the expression of Parkin and the mitochondrial function. Therefore, we hypothesized that mitophagy mediated by PINK1/Parkin is involved in the pathogenesis and development of pathological myocardial hypertrophy, and MiRNA-34 is an important regulator of PINK1/Parkin pathway. In this study, we first used histology and molecular biological methods to reveal whether there is a sequential change in PINK1/Parkin pathway activity and mitophagy level in pathological myocardial hypertrophy. Secondly, we analyze the impact of PINK1/Parkin pathway activity and mitophagy level on the structure and function of myocardial mitochondria and the heart, by using the technology of gene transfection and gene silencing to change the expression of Parkin, for the first time to confirm that the mitophagy mediated by PINK1/Parkin pathway plays a key role in the initiation and development of pathological myocardial hypertrophy; Finally, at the point of miRNA-34, we explored the upstream molecular regulation mechanism of mitophagy mediated by PINK1/Parkin pathway. The results of the project will not only enrich the molecular mechanism of pathological myocardial hypertrophy, but also provide a solid theoretical foundation for the prevention and treatment of pathological myocardial hypertrophy from the perspective of mitophagy and mitochondrial quality control, and it is also expected to be a new way for precision prevention and treatment of heart failure.

病理性心肌肥厚早期，心肌线粒体受损，且PINK1/Parkin介导的线粒体自噬水平升高，miRNA-34可能参与调节Parkin表达与线粒体功能。因此我们提出假设：PINK1/Parkin介导线粒体自噬参与病理性心肌肥厚的发病，miRNA-34是上述通路的调控分子。本研究首先采用组织学与分子生物学方法，揭示病理性心肌肥厚进展中PINK1/Parkin通路、线粒体自噬水平时序性变化规律；其次，采用基因技术改变Parkin基因表达，分析PINK1/Parkin通路活性及线粒体自噬水平对线粒体和心脏结构功能变化的影响，首次证实其在病理性心肌肥厚发展中的作用；最后，以miRNA-34为着眼点，探索PINK1/Parkin通路介导线粒体自噬的上游调控机制。本研究不仅可丰富病理性心肌肥厚发病的分子机制，且为以线粒体自噬为靶点，从线粒体质控角度防治病理性心肌肥厚提供理论基础，也为心衰精准防治提供新途径。

病理性心肌肥厚是由多种病理因素引起的心室重构，是心衰发生发展的重要病理机制，但目前病理性心肌肥厚的发病机制尚未彻底阐明，亦缺乏特异有效的治疗措施，导致心力衰竭患病率、病死率居高不下。因此，揭示病理性心肌肥厚的发病机制，并寻找特异有效的精准干预防治措施，是心血管领域的重大课题。.本课题组在既往研究及前期实验首次发现的病理性心肌肥厚时PINK1/PARKIN蛋白水平上调的基础上，结合现有国内外文献报道，创新性提出PINK1/PARKIN介导的线粒体自噬可能是参与病理性心肌肥厚发生发展的一个新的分子机制。本项目经过2年努力，目前已基本完成既定研究计划。首先，我们证实了病理性心肌肥厚时心肌线粒体结构与功能明显受损，PINK1/PARKIN信号通路激活及自噬体聚集现象，从全新角度揭示了病理性心肌肥厚的潜在发病机制。其次，我们发现PARKIN蛋白在PINK1/PARKIN介导的线粒体自噬中发挥着关键的调控作用，明确了PINK1/PARKIN介导的线粒体自噬对病理性心肌肥厚时线粒体结构功能的影响，阐明了自噬流在病理性心肌肥厚发生发展的作用，从一个全新的分子水平揭示了病理性心肌肥厚的发病机制。.除上述计划内研究内容外，本项目还研究了白藜芦醇对PINK1/PARKIN信号通路的影响及其在病理性心肌肥厚中的作用，Polyphyllin I对病理性心肌肥厚的影响，以及木犀草素对心力衰竭时线粒体功能的影响，具体包括以下几个方面：第一，探讨了白藜芦醇对病理性心肌肥厚时线粒体结构及功能的影响；第二，探讨了白藜芦醇对病理性心肌肥厚时PINK1/PARKIN信号通路及自噬相关蛋白表达水平的影响；第三，探讨了Polyphyllin I对病理性心肌肥厚时心脏结构功能的影响；第四，探讨了Polyphyllin I对病理性心肌肥厚时心肌组织Wnt/β-catenin信号通路的影响。第五，探讨了木犀草素对心力衰竭时线粒体结构，线粒体琥珀酸脱氢酶，细胞色素C氧化酶活性及凋亡的影响。.在本项目执行期间，项目负责人与参与研究者，以科学严谨的态度，按照项目既定计划开展科学研究，取得了预期的研究成果。截止目前，已发表3篇SCI期刊论文，1篇中文核心期刊论文，1篇统计源核心期刊论文，培养了2名博士研究生，其中1名将在2021年6月取得学位，达到了预期目标。