通过猕猴缺血性二尖瓣反流模型探索瓣叶适应性生长的角色与机制

Ischemic mitral regurgitation (IMR) has become the most common valvular disease, which significantly increases morbidity and mortality of congestive heart failure. Our previous work (Eur Heart J. 2013;34:767-74. Eur Heart J. 2010;31:2359-68.) indicated that left ventricular regional or global remodeling was the most important mechanism of IMR at the tissue and organ level; on the other hand, the compensatory enlargement of the leaflets stimulated by certain factors was observed as the mitral leaflet adaptive growth, and the degree of this adaptation would also be a major determinant of the occurrence and severity of IMR. Nevertheless, the mechanisms of IMR at the cellular and molecular level are rarely understood. Based on our previous findings, the proposed project aims to establish an appropriate IMR model in rhesus and to identify the presence of mitral leaflet adaptive growth with its impact on IMR by using advanced cardiac imaging modalities such as three-dimensional echocardiography and cardiac magnetic resonance. More importantly, the molecular events that trigger the adaptive growth as well as the cascade changes in downstream signals will be investigated by update methods of proteomics and molecular biology, which would reveal the signal pathways underlying the structural changes of mitral leaflets. It would definitely help to strengthen future serial studies in this field.

缺血性二尖瓣反流（IMR）是最常见的瓣膜疾病，其发生显著增加心力衰竭的发生率和死亡率。我们的前期工作提示（Eur Heart J. 2013;34:767-74. Eur Heart J. 2010;31:2359-68.)，在组织器官水平上，左室局部或整体重构是IMR最重要的发病机制，而另一方面，瓣叶受到某些刺激后出现代偿性的增大增厚即二尖瓣瓣叶适应性生长的程度也可能成为IMR发生与否、严重与否的决定性因素之一，但IMR在细胞和分子水平上的发病机制还基本未知。本项目期望在前期工作基础上，建立适宜的猕猴实验动物IMR疾病模型，并通过三维超声、磁共振等先进心脏影像学技术，结合蛋白质组学、细胞分子生物学等手段，以确认二尖瓣瓣叶适应性生长的存在和对IMR发生的重要性以及导致该适应性生长的分子事件和由此引发的下游信号改变，从而揭示瓣叶结构变化背后的信号途径，为今后该方向上的系列研究奠定坚实的基础。

缺血性二尖瓣反流(IMR)是最常见的瓣膜疾病，左室局部或整体重构导致瓣叶受到的牵拉力与闭合力不平衡是其主要发病机制，其发生显著增加心力衰竭的死亡率。二尖瓣瓣叶受到某些刺激后出现适应性生长的程度可能影响了IMR 的发生和严重程度，但IMR在细胞和分子水平上的发病机制还基本未知。为了确认二尖瓣瓣叶适应性生长现象的存在及其与IMR严重程度之间的关系，揭示瓣叶结构变化背后的信号途径，本项目组首先进行了经导管冠脉封堵建立IMR猕猴模型的方法学探索，结果发现经导管左冠状动脉回旋支注射明胶海绵是建立IMR猕猴模型的有效方法，为今后IMR的机制和治疗靶点研究提供了理想的动物模型。同时，通过对猕猴冠状动脉造影结果的进行分析，发现猕猴以左冠状动脉优势型为主，占70%，而右冠状动脉细小，提示在今后的研究中将难以进行经导管右冠状动脉介入操作建立心肌缺血模型。同时，我们验证了超声心动图、心脏磁共振等先进影像学技术在猕猴心脏结构、功能评价的可行性，前瞻性地观察到建模后猕猴左心室容积、二尖瓣瓣环直径、瓣叶膨出面积的增加以及射血分数降低，检出与封堵靶血管供血区域相一致的心肌瘢痕。重要的是，确证了二尖瓣瓣叶随时间发生适应性生长现象，同时伴随着IMR程度的减轻。结合蛋白质组学研究，该项目在转录组、iTRAQ定量蛋白质组水平鉴定猕猴心脏不同分区（心脏血管、房室心肌和瓣膜）蛋白质种类和表达量，建立了第一个猴子心脏蛋白质组数据库，共鉴定猴子心脏蛋白3200余种。对二尖瓣前后瓣叶差异蛋白质组学初步分析，发现二尖瓣前叶上调和下调的蛋白表达个数分别为118和52个，后叶上调和下调的蛋白表达个数分别为50和10个，提示促进二尖瓣瓣叶适应性生长有望成为IMR的治疗靶点，改善IMR临床预后。