WDR26在大鼠心肌缺血所致线粒体自噬中的作用及其机制研究

WDR26, as a novel protein of the WD40 repeats, is up-regulated during rat myocardial ischemic preconditioning (IPC), so is also called myocardial ischemic preconditioning up-regulated protein2 (Mipu2). We have demonstrated that WDR26 is localized at mitochondria. Although it is a protein up-regulated during ischemic preconditioning, its role in myocardial ischemia and mitophagy is still unclear. To observe the expression pattern of WDR26, we use the models of rat myocardial ischemia injury and cell injury induced by hypoxia. Real-time PCR and Western blot are performed to determine the expression of WDR26 in mRNA and protein levels. To determine the role of WDR26 in mitophagy of cardiomyocytes, we overexpress and inhibit the expression of WDR26 in H9c2 cells. To determine the motif which is important for mitophagy, H9c2 cells are transfected with plasmids of WDR26 mutants. We use immunoprecipitation and protein mass spectrometry to study the ubiquitination of mitochondrial protein in PINK-Parkin signal transduction pathway. To further explore the role of endogenous myocardial protection of WDR26 and its mechanism. Provide experimental evidence for interventional and preventing methods of myocardial ischemia injury.

WDR26是新克隆的一个大鼠心肌缺血预适应上调相关基因，在心肌组织中表达丰富，并且WDR26蛋白定位于线粒体，但是其在心肌缺血引起的损伤以及线粒体自噬中是否具有及具有何种生物学意义，目前尚不清楚。本项目分别从mRNA和蛋白水平全面检测WDR26在大鼠心肌缺血以及心肌细胞缺氧时的表达模式；采用基因转染和RNA干扰探讨WDR26在心肌细胞线粒体自噬中的作用；构建WDR26的不同片段突变体寻找其影响线粒体自噬的重要位置；采用免疫沉淀以及蛋白质质谱分析研究WDR26对线粒体自噬PINK-Parkin信号通路中蛋白质泛素化的影响；从而进一步阐明WDR26的心肌内源性保护功能及其作用机制，为临床上寻找防止心肌缺血的新的预防干预措施提供实验依据。

缺血性心脏病已经成为全球病人死亡的首要原因。据世界卫生组织统计， 2012年全世界有大约740万人死于心肌缺血性疾病，占总死亡人数的13.2%。因此，预防和治疗心肌缺血性疾病具有极其重要的意义。心肌缺血预适应上调基因WDR26在心肌缺血再灌注损伤中具有抑制凋亡的作用。但是，WDR26在心肌缺血中的作用并未明确。因此我们探讨了WDR26在心肌缺血缺氧中的作用。我们利用大鼠心肌缺血模型以及H9c2心肌细胞缺氧模型研究WDR26的表达，结果缺血缺氧可以促进WDR26的表达。在H9c2心肌缺氧模型中，WDR26可以抑制细胞损伤，促进自噬，促进线粒体自噬以及促进线粒体蛋白的泛素化。在心肌缺血缺氧过程中，可以引起线粒体的损伤，这种损伤主要包括线粒体膜电位下降，线粒体膜结构损伤以及线粒体凋亡相关蛋白的释放。因此，如何有效清除受损线粒体对心肌保护有重要作用。线粒体自噬具有清除受损线粒体的作用，因此调控线粒体自噬成为抑制心肌损伤的重要途径。我们的研究证明，在心肌缺血中，WDR26可以通过促进线粒体自噬来发挥心肌保护作用。