SH2B1在压力超负荷心肌肥厚发生中对心肌细胞能量代谢的调控作用

SH2B1 is an important protein in energy metabolism regulation in non-heart organs. In previously study, we found that SH2B1 is critical for the regulation of cardiac remodelling in response to pressure overload, but the underlying mechanism is uncertain. Thus we designed a further study to investigate the regulatory effects of SH2B1 on energy metabolism of hypertrophic cardiomyocytes in response to pressure overload. In vitro, We plan to know-down and overexpress SH2B1 in cultured neonatal rat cardiac myocytes (NRCMs) which induced myocardium hypertrophy by Ang II; in vivo, SH2B1 knockout mice and transgenic overexpress mice will used to manufacture aortic banding (AB) overload pressure induced myocardial hypertrophy. In NRCMs and cadiomyocytes obtained from animals, we plan to observe the changes of morphology and function of mitochondrion, detect the mitochondrial electron transport chain related gene and singal pathway. By determin the effects and regulatory pathway of SH2B1 on energy metabolism of hypertrophic cardiomyctes in response to pressure overload, we expected to provide a new insight in mechanism and treatment target for chronic heart failure (CHF).

SH2B1是调节心外脏器能量代谢的重要蛋白质。我们前期研究发现，SH2B1是在压力超负荷所致心肌重构中起关键作用，但具体机制不明。因此我们进一步探索SH2B1在压力超负荷心肌肥厚发生中对心肌细胞能量代谢的调控作用及可能的调节通路。本研究的体外实验采用AdshSH2B1和AdSH2B1腺病毒载体分别转染培养心肌细胞，使SH2B1表达减低和增加，AngII诱导心肌肥厚；体内实验采用SH2B1基因敲除小鼠、制造过表达SH2B1的转基因（TG）小鼠和非转基因（NTG）小鼠，使用主动脉缩窄（AB）法分别制造压力超负荷心肌肥厚模型，研究在心肌肥厚发生过程中，SH2B1表达下调/缺失及过表达对心肌细胞线粒体形态、功能的影响，检测线粒体电子传递链相关基因并检测线粒体信号通路的变化。通过明确SH2B1对心肌细胞能量代谢的调节作用及调节通路，为CHF机制的研究提供新的视角及干预靶点。

项目背景：SH2B1在心肌肥厚中起重要作用，SH2B1与miR-142-3p密切相关。研究miR-142-3p和SH2B1与心肌线粒体功能的关系就显得尤为重要。本研究探讨miR-142-3p过表达是否能抑制SH2B1基因的表达，改善心肌线粒体功能障碍和心肌肥厚。.研究内容：1.体内实验：腹主动脉缩窄术构建大鼠心肌肥厚动物模型。造模4周后进行心脏超声检测、HE染色、石蜡切片、RT-PCR检测。SD大鼠分为3组：对照组（Sham组），实验组（AB组），药物处理实验组（AB+miR-142-3p agomiRs组）。分别于造模后2周、4周注射miR-142-3p特异性模拟物（miR-142-3p agomiR）。2.体外实验：血管紧张素II（angiotensin II, Ang II）体外诱导原代乳鼠心肌细胞建立心肌细胞的肥大模型。实验分为3组：对照组（Control组），AngII诱导组，AngII和miR-142-3p mimics共同处理组（AngII+miR-142-3p mimics组）。先使用miR-142-3p mimics转染原代乳鼠心肌细胞8小时，后用AngII诱导上述细胞48小时，免疫荧光染色计算心肌细胞表面积，RT-PCR法检测ANP、BNP、β-MHC的mRNA表达水平。无论体外实验或体内实验中，均采用RT-PCR法检测miR-142-3p和SH2B1的mRNA的表达量，Western Blotting法检测SH2B1的蛋白表达水平。.重要结果：建立心肌肥厚模型4周后，与AB组相比，AB+miR-142-3p agomiRs组的超声心动图显示心功能好转，HE染色显示心肌横截面积无明显增加，PCR分析表明ANP、BNP、β-MHCAB组mRNA表达无明显增加，流式细胞仪显示线粒体膜电位无明显下降。在Ang II诱导的心肌细胞肥大过程中，AngII+miR-142-3p mimics组心功能好转，线粒体膜电位、线粒体密度和心肌细胞的呼吸功能（OCR）均无明显降低。.关键数据：如报告正文所示。另外，在该基金的支持下，我们还对心肌肥厚及能量代谢等进行了研究，并获得丰硕的成果，详见报告正文。.科学意义：miR-142-3p不仅直接抑制SH2B1基因的表达而减轻心肌肥厚，而且还能保护离体心肌肥厚的线粒体功能。