组蛋白乙酰化对分化中的心肌细胞Kir2.1的表达调控

以心脏等重要组织干细胞移植的手段赋予了再生医学新内涵，是未来治疗重大疾病的革命性出路。然而，在发展这些治疗策略之前，必须深入理解调控组织干细胞分化增殖的分子和细胞机制。Kir2.1是在心脏组织高表达的内向整流钾离子通道，是维系正常心律的重要分子基础。但是，在心脏干细胞定向分化为心肌细胞过程中，表观遗传调节对Kir2.1表达的影响尚不清楚。我们的相关实验表明：在终末分化的细胞中，组蛋白乙酰化状态会优先表达特征功能基因。因此，我们拟利用去乙酰化酶抑制剂，对心脏组织干细胞特异分化过程进行调控干预，并结合我们课题组成员发明的干细胞自我维持抑制剂配方，系统分析Kir2.1在心脏组织干细胞分化过程中的表达规律和电生理特征，并了解与干细胞自我更新和分化信号通路分子的关系，从而为设计完善有效的心脏干细胞治疗措施提供可靠的理论和实验依据。

作为维系正常心律的重要分子基础，内向整流钾离子通道Kir2.1高表达于心脏组织，但是其在心肌细胞分化过程中的调节机制尚不清楚。由于心肌细胞分化的过程也是表观遗传编程的阶段，因此，在本课题中拟探索在去乙酰化酶抑制剂丁酸盐的作用下，Kir2.1等多个内向整流钾离子通道在胚胎干细胞分化为心肌细胞过程中被调节的机制。我们的结果显示：有别于心肌细胞特异的标记基因，内向整合钾离子通道的表达基本不受乙酰化状态的影响，表现在Kir2.1等钾离子通道转录和翻译水平不受丁酸盐的影响；提示Kir2.1的表达在发育过程中与心肌细胞分化具有同步的趋势。已知microRNA-26b具有潜在调节心肌转录因子GATA4的作用，进而我们注意到Kir2.1也是microRNA-26b调节的潜在靶基因。通过生物信息策略发现：Kir2.1基因3’非翻译区具有潜在的结合位点；利用荧光素酶法和Western Blot证实了microRNA-26b确能明显抑制Kir2.1的表达。我们正深入探索microRNA-26b协同调节心肌细胞分化和Kir2.1表达的分子机制，为全面理解分化心肌细胞电活动的基础提供实验参考证据。