抗心肌纤维化新靶点--Apelin相关受体APJ

Preventing and reversing myocardial fibrosis is the main therapeutic target of cardiovascular disease, but the mechanism of myocardial fibrosis is complicated and hinders the discovery of new targets and drug development. APJ, Apelin related receptor, is involved in the physiological processes of immune inflammation, water salt and energy metabolism after combining with the ligand-- fat factor Apelin. In the previous study, we firstly found that the expression of APJ in mice model and in cardiac fibroblast induced by Ang II were both decreased, which suggested that APJ could play a role in myocardial fibrosis process. This project is to investigate the regulation mechanism of APJ in myocardial fibrosis by using different animal model, cardiac myoblast and lentiviral vector system and confirm that APJ is a new target of anti-myocardial fibrosis. Using the method of homologous membrane built the three-dimensional structure of APJ and high-throughput molecular docking technology forecast combining with the screening experiments of anti-fibrosis drugs, we find the target drug--leukotriene receptor antagonist zafirlukast. We will clarify its mechanism of anti-myocardial fibrosis. The project will find the function and mechanism of APJ which will expand the recognization of myocardial fibrosis and find new targets for myocardial fibrosis. The project will provide the new fibrosis drugs research strategies through the molecular structure and function recognization of zafirlukast and strengthen the basis of research and development of antifibrosis drug.

预防和逆转心肌纤维化是目前心血管疾病的主要治疗目标，但心肌纤维化发生机制错综复杂阻碍新靶点的发现和新药物的开发。APJ,即Apelin相关受体，与其配体脂肪因子Apelin结合后参与免疫炎症、水盐和能量代谢等生理过程。前期研究首次发现心肌纤维化动物和细胞模型中APJ表达均降低，提示APJ可能参与心肌纤维化病理进程。本项目拟采用不同动物、细胞模型和慢病毒载体系统深入研究APJ对心肌纤维化的调控作用及机制，确证APJ是抗心肌纤维化新靶点。利用同源膜建方法构建APJ三维结构，通过高通量分子对接技术结合纤维化相关实验筛选以APJ为靶点的药物，确定侯选药物为白三烯受体拮抗剂扎鲁司特，并探讨其抗心肌纤维化作用及机制。本项目对APJ功能及作用机制的解析将拓展对心肌纤维化这一重大生命科学问题的认知，并为以扎鲁司特分子结构和作用模式为基础研发新型抗纤维化药物提供研究策略。

心肌纤维化(myocardial fibrosis)是心肌重构的重要环节，与高血压、心肌梗死、慢性充血性心力衰竭及心脏猝死等心脑血管疾病的发生密切相关。目前我们对心肌纤维化发生及调控机制仍缺乏全面了解，缺少新型有效药物靶点；现阶段的药物治疗仅能减轻病变程度，难以逆转心肌纤维化和延缓心脏疾病的病程发展。因此我们应拓展思路，从新的切入点寻找纤维化调控靶点，研发新型抗心肌纤维化药物。.Apelin是日本学者Tatemoto等于1998年从牛胃分泌物中提取并纯化的孤儿G蛋白偶联受体Apelin相关受体APJ的内源性配体，APJ/Apelin广泛分布于机体心血管系统及神经内分泌等组织器官， APJ/Apelin系统具有正性肌力作用，内皮依赖性的扩血管等作用，可参与调控高血压、心力衰竭、动脉粥样硬化等心血管疾病，已成为心血管相关疾病保护性新靶点。目前APJ/Apelin系统的研究仅聚焦于由Apelin引起的APJ介导的下游信号通路生理效应，但疾病病理条件下APJ及其下游信号通路如何改变尚不清楚。.本项目从在体、离体、转基因动物水平验证APJ为有效的抗心肌纤维化靶点，APJ激活后分别通过Gαi和Gαq蛋白偶联作用，抑制cAMP-ERK1/2和PLC-Calcineurin信号通路从而抑制心肌纤维化的发生发展；开展以APJ为靶点的药物筛选，发现并探讨候选药物孟鲁司特抗心肌纤维化作用及机制。在心肌纤维化进程中，免疫蛋白ITFG2可靶向APJ抑制其表达，通过ITFG2--APJ--Gαi--cAMP--ERK1/2和ITFG2--APJ--Gαq--PLC--Calcineurin--纤维化相关因子两个信号通路促进心肌纤维化的发生发展。同时发现ITFG2通过抑制ATP5B的泛素化降解增加ATP生成维持缺氧后线粒体功能，从而保护心脏免受缺血缺氧损伤，ITFG2有望成为心脏保护新靶点。研究成果以论文形式发表SCI收录论文8篇；申请专利1项，并获得黑龙江省科学进步奖二等奖1项。.本项目的完成必将为心肌纤维化的发生机制及新型抗纤维化药物的研发提供新的理论和实验依据，对开展新型抗心肌纤维化治疗药物研发具有重要的科学意义。