受体型蛋白酪氨酸磷酸酶J在心肌肥厚中的作用及机制

Immune-inflammatory responses played essential roles in adverse cardiac hypertrophy. Protein tyrosine phosphatase receptor type J(PTPRJ) can negatively regulate immune-inflammatory responses and cellular signaling pathways,which controls the balance of signaling networks. However, its role in the cardiac hypertrophy has not been thoroughly studied.Our previous work has shown that PTPRJ played a protective role during pressure overload ,and PTPRJ overexpression reduced cardiac hypertrophy. Based on the clues mentioned above，We intended to explore the. function.of PTPRJ on pathological hypertrophy and fibrosis by generating aortic constriction -induced myocardial hypertrophy model on PTPRJ knockout mice and PTPRJ cardiac-specific transgenic.mice, and further investigate the effect of PTPRJ on immune and inflammatory signaling pathways, PI3k/Akt , MAPKs signaling pathways to clarify molecular.mechanisms of PTPRJ on cardiac hypertrophy. In addition, we will utilize neonatal rat cardiomyocytes with silenced or overexpressed PTPRJ to elucidate the effects of PTPRJ on Angiotensin II-induced hypertrophy of cardiacmyocytes , inflammation, and cellular signaling pathways. The aims of this study are to explore the underlying mechanisms of cardiac hypertrophy, and provide the research clues and potential targets for clinical intervention in pathological cardiac hypertrophy and heart failure.

免疫炎症反应在心肌肥厚的发生发展过程中发挥了关键作用。受体型酪氨酸磷酸酶J(PTPRJ)可靶向负调控免疫炎症反应及细胞内信号转导通路，维持细胞信号网路的平衡。但PTPRJ在心肌肥厚中的作用，目前国内外尚无相关报道。在前期的研究中，我们发现PTPRJ与心肌肥厚密切相关。本项目拟采用PTPRJ基因敲除与心脏特异性转基因小鼠，构建压力超负荷诱导的小鼠心肌肥厚模型，在体观察心肌肥厚和纤维化表型变化，并探讨PTPRJ对免疫和炎症信号通路、PI3k/Akt 、MAPKs信号通路的影响。同时通过离体复制大鼠原代心肌细胞肥大模型，抑制或过表达PTPRJ基因，进一步探讨PTPRJ 对心肌细胞肥大、细胞炎症反应及信号转导通路的调控作用。以期为研究心肌肥厚的分子机制提供新思路，为临床干预心肌肥厚与心力衰竭提供新靶点。

心肌肥厚是心肌受损后的一种代偿反应，是许多心血管疾病的共同病理过程。若外源性或内源性刺激因素长期持续存在，最终可发展至心力衰竭。目前，其发病机制尚不明确，临床上缺乏有效的防治方法。受体型酪氨酸磷酸酶 J(PTPRJ) 可抑制信号转导通路，减少组织炎症细胞浸润和炎性因子的释放，从而抑制免疫-炎症反应，然而，其在心肌肥厚中的作用机制尚无研究。本项目通过主动脉缩窄术(AB)建立小鼠心肌肥厚模型，应用PTPRJ基因沉默及转基因小鼠观察PTPRJ对心肌肥厚的作用，从心功能、组织病理、心肌肥厚和心肌纤维化分子标志物等多层面探索PTPRJ对心肌肥厚和心肌纤维化的影响，同时深入研究了PTPRJ对MAPKs 、NF-κB与Lyn 等信号转导通路相关分子及心肌炎症因子表达的影响。本项目同时结合体外培养大鼠心肌细胞（H9C2），通过沉默或过表达PTPRJ，观察PTPRJ 对苯肾上腺素（phenylephrine，PE）诱导的心肌细胞肥大和炎症反应的影响。我们的研究发现，AB术后，PTPRJ基因沉默小鼠与野生型小鼠相比，其死亡率增加，心功能恶化，心脏重量增加；病理组织染色示其心肌细胞横截面积（CSA）和胶原容积分数也显著增高；RT-PCR显示其心肌肥厚、心肌纤维化与炎症反应分子标志物表达水平上升。相反，PTPRJ转基因小鼠的生存率提高，心功能改善，心肌肥厚、心肌纤维化和炎症反应较野生型组小鼠也均有明显减轻。体外实验结果显示，PTPRJ可以抑制PE所致的心肌细胞肥大。通过Western Blots检测，我们发现PTPRJ基因沉默可促进MAPKs中的ERK、JNK及NFκB分子的磷酸化活化。在心肌细胞中过表达PTPRJ基因的同时沉默Lyn，则会使PTPRJ抑制心肌细胞肥大与炎症反应因子上调的作用消除。因此，本项目的研究结论为PTPRJ可通过调控Lyn、ERK、JNK及NFκB信号通路来抑制心肌肥厚的发生发展。本研究系统的阐述了PTPRJ在心肌肥厚中的作用及其机制，为研究心肌肥厚的发生发展机制提供了新的思路，为心肌肥厚和心力衰竭寻找新的防治靶点和早期干预提供了理论依据。