DOT1L高表达治疗TTN基因截短突变导致的扩张型心肌病的作用及机制研究

Dilated cardiomyopathy (DCM) is one of the important cause of heart failure and sudden cardiac death, but there is no effective treatment until now. Titin protein dysfunction induced by TTN truncating variant (TTNtv) is the most common genetic pathogenesis of DCM. DOT1L methylates histone H3 lysine 79 in the nucleosomes, which is closely related to gene activation. Our previous study showed that DOT1L significantly increased Titin protein expression. It is hypothesized that cardiac overexpression of DOT1L prevent TTNtv-induced DCM via promoting the expression of Titin protein. In this project, we establish TTNtv knock-in rat models and investigate the phenotype of cardiac dilatation in TTNtv rats under physiological status. In addition, we explore the effects and mechanisms of cardiac DOT1L overexpression on preventing cardiac dilatation in TTNtv rats under stress status. Further, we clarify the regulatory mechanism of DOT1L on Titin protein expression in primary cardiomyocytes. This study will illustrate the beneficial roles of cardiac DOT1L overexpression in the treatment of TTNtv-induced DCM, which will provide important theoretical basis and new approach for the treatment of DCM.

扩张型心肌病（DCM）是导致心力衰竭和心源性猝死的重要病因之一，目前尚缺乏有效的治疗手段。TTN基因截短突变（TTNtv）引起的Titin蛋白功能缺失是DCM最主要的遗传致病机制。DOT1L催化核小体组蛋白H3第79位赖氨酸发生甲基化，与基因表达激活密切相关。我们前期研究发现DOT1L能上调Titin蛋白的表达。因此我们设想心脏高表达DOT1L通过促进Titin蛋白表达，治疗TTNtv导致的DCM。在本项目中我们构建了TTNtv的knock-in大鼠模型，观察TTNtv大鼠在正常生理状态下是否会出现心脏扩张的表型，研究心脏高表达DOT1L治疗TTNtv大鼠在应激状态下发生DCM的作用及机制。并进一步在原代心肌细胞水平明确DOT1L调控Titin蛋白表达的分子机制。通过本研究将阐明心脏高表达DOT1L治疗TTNtv导致的DCM的作用及机制，为DCM的防治提供重要的理论基础和新的基因治疗靶点。

扩张型心肌病（DCM）是导致心力衰竭和心源性猝死的重要病因之一，目前尚缺乏有效的治疗手段。TTN基因截短突变（TTNtv）引起的Titin蛋白功能缺失是DCM最主要的遗传致病机制。DOT1L催化核小体组蛋白H3第79位赖氨酸发生甲基化，与基因表达激活密切相关。我们前期研究发现DOT1L能上调Titin蛋白的表达。因此我们设想心脏高表达DOT1L通过促进Titin蛋白表达，治疗TTNtv导致的DCM。在本项目中我们构建了TTNtv的knock-in大鼠模型，并且使用腺相关病毒在大鼠心肌中成功过表达。我们的研究发现，心肌特异性高表达DOT1L可以有效缓解因AngII引起的TTNtv大鼠的心脏损伤表型，其机制可能与抑制Akt激活缓解心肌肥厚有关。同时，DOT1L可以与核内蛋白hnRNPA2/B1相互作用，可能与上调TTN蛋白水平有关。本研究阐明了心脏高表达DOT1L治疗TTNtv导致的DCM的作用及机制，为DCM的防治提供重要的理论基础和新的基因治疗靶点。