E3泛素连接酶Nrdp1在心肌细胞肥大中的作用及分子机制

：Cardiac hypertrophy is one of the most dangerous factors of heart failure. Recent studys indicates ubiquitin-proteasome system particularly the E3 ubiquitin ligase play a key role in cardiac hypertrophy. Nrdp1 is an ubiquitin E3 ligase which can inhibit or activate substrate activity. Applicants first found overexpression of Nrdp1 increased cardiomypcyte injury by inhibiting the target protein of ErbB3 and downstream signaling molecules, prompting Nrdp1 as a new therapeutic target for cardiovascular disease. However, so far there have been no reports about the relationship between Nrdp1 and cardiac hypertrophy. In view of the previous research, we assumed Nrdp1 can delay the development of cardiac hypertrophy, it could be a new mechanism of cardiac hypertrophy. This project will apply primary neonatal rat myocardial cells, through a model of myocardial hypertrophy induced by angiotensin II, using morphological and molecular biology techniques, and to observe the effect of Nrdp1 which downregulating or upregulating on myocardial hypertrophy markers and to reveal related signal transduction pathway. This issue clarified mechanisms of cardiac hypertrophy from a new point of view and provided a new target for the prevention and treatment of myocardial hypertrophy.

心肌肥大是心脏衰竭最危险因素之一。近年研究提示泛素-蛋白酶体系统，特别是E3泛素连接酶在心肌肥大中起着关键作用。Nrdp1是一种泛素E3连接酶，它可抑制或激活底物的活性。项目申请者首次发现：心肌细胞过表达Nrdp1通过抑制其靶蛋白ErbB3及下游的信号分子的激活，加重心肌细胞损伤，提示Nrdp1可作为心血管疾病的一个新的治疗靶点。但是，Nrdp1与心肌肥大发生发展的关系，迄今国内外尚无报道。鉴于前期研究，我们推测心肌细胞Nrdp1表达可延缓肥大的发生发展，这可能是心肌肥大的一个新机制。本项目将应用新生大鼠原代心肌细胞，通过血管紧张素Ⅱ诱导心肌肥大模型，采用形态学、分子生物学等技术，从上调和下调Nrdp1表达活性正反两方面，观察Nrdp1表达增加或降低对心肌肥大指标的影响及其信号传导通路。本课题从新的视角阐明心肌肥大发生的分子机制，并为心肌肥大的防治提供新靶点。

本研究利用新生大鼠原代心肌细胞作为研究对象，通过血管紧张素II(AngⅡ)诱导心肌肥大模型，采用腺病毒转染、免疫荧光、基因芯片等手段，首次发现：（1）不同浓度的AngⅡ刺激原代培养乳鼠心肌细胞时，Nrdp1的mRNA和蛋白水平随着AngⅡ浓度的升高而上调；（2）心肌细胞过表达Nrdp1后给予AngⅡ刺激，过表达Nrdp1使肥大心肌细胞表面积减小、蛋白合成速率降低、标志基因的表达下调；（3）而敲低心肌细胞Nrdp1表达后给予AngⅡ刺激，敲低Nrdp1使肥大心肌细胞表面积增大、蛋白合成速率提高、标志基因的表达上调；（4）采用western blot检测一些Nrdp1的底物蛋白以及与细胞增殖和凋亡相关的信号分子。结果显示：过表达Nrdp1合并AngⅡ刺激心肌细胞后，与单纯AngⅡ刺激心肌细胞相比，BRUCE的表达明显下调。提示Nrdp1负性调控AngⅡ诱导的心肌肥大效应的机制可能与BRUCE的下调有关；（5）同时我们采用基因表达谱芯片和LncRNA芯片，筛选过表达Nrdp1调控AngⅡ诱导的原代心肌细胞肥大过程中相关的差异表达基因和LncRNA,并分析LncRNA和相关差异表达mRNA间可能的调控联系，以及相关的信号通路蛋白，为后续研究提供线索和实验依据。上述结果证实了我们提出“Nrdp1通过作用于特异性底物分子调节细胞增殖，从而延缓心肌肥大的发生发展”的假说，为心肌肥大的防治提供一个新靶点。