半乳凝集素-3介导心力衰竭分子调控机制的研究

Protein kinase C (PKC) and PKC activated pathways play an important role in the pathogenesis of heart failure. However, the underlying molecular mechanisms and signaling pathways are not fully understood. We recently reported that PKC upregulates galectin-3 expression and promotes cardiac fibrosis (published in BBA Molecular Cell Research, 2015). We have new data showing that PKC stimulates Src kinase and subsequently increases galectin-3 expression. We therefore propose that the activation of PKC-Src-Galectin-3 pathway may play a key role in heart failure development. To achieve our goal, a combination of molecular biology, gene transfection, siRNA knockdown，sucrose gradient ultracentrifugation, etc will be employed in both cultured mouse HL-1 cardiomyocytes and a pulmonary artery banding (PAB)-induced heart failure animal model. The success of this project will provide new insight into heart failure development and rationale for potential therapeutic intervention fighting against this devastating disease.

导致心力衰竭的分子发病机理至今尚未完全阐明，严重制约对心衰的预防和治疗。目前认为心衰是由多因素参与，并经多信号转导通路介导，其中蛋白激酶C (PKC) 信号通路尤为重要。但PKC是如何促进心衰发生发展的分子机制仍不明朗。申请人曾发现PKC增强半乳凝集素-3 (Galectin-3) 诱导的心肌纤维化(BBA,2015)。最近我们新发现PKC是通过促进Src激酶来调节Galectin-3的表达。因此，我们提出存在PKC-Src-Galectin-3通路，推测该通路活性增强在介导心衰发生发展过程中起着非常重要的作用。本课题拟从体外和体内两方面, 采用分子生物学、 基因转染、 siRNA基因敲除和超高速离心等实验技术，以Galectin-3为切入点, 在分子水平探讨PKC-Src-Galectin-3这一新机制在介导心衰发病过程中的作用, 为揭示心力衰竭的发病机理提供新的理论。

该项目旨在阐明Galectin-3在心脏损伤后心肌重构及心肌纤维化方面的分子作用机制。我们首先通过培养HL-1心肌细胞，运用PKC激活剂、抑制剂及质粒，Galectin-3抑制剂正反双向进行验证，证明PKC通过Galectin-3促进心肌纤维化。随后，我们通过Src质粒、siRNA处理HL-1心肌细胞，发现细胞外基质、Galectin-3及其在脂筏区的表达随之改变，证明Src促进Galectin-3的表达及心肌纤维化。接着用PKC激活剂以剂量依赖方式刺激HL-1细胞，发现Src表达及磷酸化均增强，证明PKC可促进Src表达及磷酸化。通过阻断Src发现其减弱PKC对Galectin-3诱导。敲减Galectin－3亦抑制PKC、Src诱导的细胞外基质的表达。证明Galectin-3介导PKC促进Src的表达，进而促进心肌纤维化。在动物实验方面，通过肺动脉结扎（PAB）构建大鼠的心衰模型，发现PKC、Galectin-3及Src表达增加。通过本项目研究发现并证实PKC-Src-Galectin-3通路在心脏损伤后心肌重构及心肌纤维化方面可能起重要作用。因此，作用该通路(PKC, Src, Galectin-3)有可能成为临床防治心力衰竭的新靶点。