蛋白磷酸酶1对CaMKIIδ 可变剪接的调节及其在心肌肥厚致病过程中的作用

CaMKII亚型δ主要在心肌组织中表达，其外显子14、15、16的可变剪接主要产生A、B、C变异体。CaMKIIδ在心肌肥厚和心衰等病理情况下表达增加，并且其变异体表达失衡。剪接因子ASF和SC35参与CaMKIIδ可变剪接的调节，心脏靶向性敲除ASF或SC35，使得CaMKIIδ变异体的表达失衡，并引起心肌肥厚，进一步证实CaMKIIδ可变剪接的失调可导致心肌肥厚。用构建了CaMKIIδ的minigene，我们发现蛋白磷酸酶1(PP1)通过催化ASF和SC35去磷酸化而抑制其对CaMKIIδ可变剪接的调节。在心肌肥厚和心衰患者的心脏中，PP1的表达水平和活性明显被上调。本项目旨在：于分子、细胞和动物水平，系统深入研究PP1对ASF和SC35介导的CaMKIIδ外显子14、15、16可变剪接的调节，揭示PP1的激活在CaMKIIδ变异体表达失调中的作用，为心肌肥厚和心衰的治疗提供分子依据。

CaMKII亚型δ主要在心肌组织中表达，其外显子14、15、16的可变剪接主要产生A、B、C变异体。CaMKIIδ在心肌肥厚和心衰等病理情况下表达增加，并且其变异体表达失衡。用构建了CaMKIIδ的minigene，我们的研究发：1. 过表达PP1γ, 明显的抑制CaMKⅡδA和B变异体的表达，促进CaMKⅡδC的表达，而过表达PP1α或PP1β, 则基本不影响CaMKⅡδ三种变异体的编码。2. ASF抑制CaMKⅡδA和B变异体的表达，促进C变异体的表达。3. PP1γ能增强ASF的剪接作用，使CaMKⅡδA和B变异体的表达减少，C变异体的表达增多。4.在小鼠心肌细胞中，过表达PP1γ使CaMKⅡδA和B变异体的表达减少，C变异体的表达增多，过表达I1PP1或加入PP1特异性抑制剂Tautomycetin则使CaMKⅡδA和B变异体的表达增多，C变异体的表达减少。PP1γ和ASF在心肌细胞核中存在共定位。5.PP1γ活性升高，心肌细胞调亡增加，CaMKⅡδC mRNA，Bax的表达显著增多，CaMKⅡδB mRNA，Bcl-2表达下降; PP1γ活性被抑制时，细胞凋亡明显减轻，CaMKⅡδC mRNA，Bax表达降低，CaMKⅡδB mRNA，Bcl-2表达升高。6.通过携带I1PP1基因的重组腺病毒治疗能显著减轻慢性心力衰竭症状。7. 腹主动脉缩窄大鼠表现出左室壁厚度增加，左室收缩末期容积与舒张末期容积增加，左室射血分数显著减少，所有这些症状通过携带I1PP1基因的重组腺病毒治疗能减轻症状。8.Western Blot分析显示在慢性心衰大鼠心脏中PP1的表达与活性均明显升高，且升高伴随着ASF/SF2的表达增加，CaMKII的表达也显著升高。9. ASF/SF2的表达增加是由于PP1的表达增加促进其去磷酸化ASF/SF2，进而上调CaMKII与CaMKIIC亚型的表达，且降低CaMKII亚型的表达。本项目在分子、细胞和动物水平，系统深入研究了PP1对ASF和SC35介导的CaMKIIδ外显子14、15、16可变剪接的调节，揭示了PP1的激活在CaMKIIδ变异体表达失调中的作用，为心肌肥厚和心衰的治疗提供分子依据。