IRF家族乙酰化修饰在心脏重构中的作用及机制研究

Cardiac remodeling involves multiple interacting signaling pathways. Thus, it is important to define downstream signaling mediators shared by several pathways and their regulatory mechanism. Recent studies suggest that acetylation modification plays critical role in the development of cardiac remodeling. Interferon regulatory factors (IRFs) are a family of important multifunctional transcriptional factors. Acetylation modification is an important regulatory mechanism by which IRFs exert their effects. Our preliminary studies indicated that IRFs play important role in cardiac remodeling. Furthermore, acetylation levels of IRF2, IRF7 and IRF9 were dramatically increased during cardiac hypertrophy. However, the role and the underlying mechanism of acetylation modification of IRFs in cardiac remodeling are unclear. Based on our preliminary results, we plan to identify the acetylation sites of IRF2, IRF7 and IRF9 during cardiac remodeling, to define the histone acetyltransferases/histone deacetylases modifying IRF2, IRF7 and IRF9, and to explore the role and molecular mechanism of IRFs acetylation modification in cardiac remodeling using in vitro and in vivo models. Successful completion of experiments outlined in this proposal will enhance our current understanding of the mechanism of cardiac remodeling, and may provide novel therapeutic strategies and targets for cardiac remodeling.

心脏重构是多条信号通路相互作用、共同介导的结果。明确多条信号通路共同的下游分子及其调节机制对有效防治心脏重构至关重要。研究发现，乙酰化修饰在心脏重构发生中发挥关键调控作用。干扰素调节因子家族(Interferon regulatory factors,IRFs)是一类重要的多功能转录因子，乙酰化修饰是其发挥作用的重要调节方式。我们的前期研究发现，IRFs对于心脏重构具有重要调节作用，进一步研究发现心肌肥厚时IRF2，IRF7和IRF9乙酰化水平显著增加。然而，IRFs乙酰化修饰在心脏重构中的作用及机制尚不清楚。本项目结合前期工作，拟构建心脏重构细胞和动物模型，进一步明确心脏重构时IRF2，IRF7和IRF9的乙酰化位点，探寻其乙酰化修饰的乙酰转移酶/去乙酰化酶，阐明IRFs乙酰化修饰在心脏重构中的作用及分子机制。本项目将为深入理解心脏重构的机制提供新的理论依据，为防治心脏重构提供新靶点。

干扰素调节因子家族(Interferon regulatory factors，IRFs)是天然免疫网络中的核心转录因子家族，在调节天然免疫功能中具有重要的作用。近年来，在本项目的支持下，利用大量心肌细胞特异性转基因和基因敲除小鼠、大鼠等实验动物，围绕着这个科学问题展开了一系列的研究，证实了许多IRF家族分子及其上游调控分子在心脏重构中具有重要功能。本课题组陆续揭示了IRF1、IRF2、IRF7、IRF8和IRF9在心肌肥厚以及心肌缺血再灌注中的重要功能。IRF家族成员能够被磷酸化、泛素化以及乙酰化等多种修饰方式调控，从而调节IRF家族成员的功能。研究发现在心脏重构中IRF2、IRF7和IRF9具有显著的乙酰化激活，提示IRF2、IRF7和IRF9的乙酰化修饰可能在心脏重构中具有重要的功能。我们利用蛋白质谱鉴定出Ang II、PE、ISO诱导的心肌肥大中IRF2、IRF7和IRF9的乙酰化位点，并成功构建了相应的乙酰化位点失活型和激活型突变腺病毒，感染原代大鼠心肌细胞，在细胞模型中筛选到在IRF2、IRF7和IRF9调节心肌肥大过程中的关键乙酰化位点。并初步证实这些乙酰化位点在IRF2、IRF7和IRF9调节心肌肥厚过程中具有重要的功能。.本课题组通过上述系列研究证实了IRF家族与其上游调控网络分子在包括心肌重构在内的心血管代谢性疾病的发生发展中具有重要的功能，并揭示了这些天然免疫分子可以调节非免疫细胞的增殖、凋亡、表型转换、迁移等生物学功能，以免疫依赖或免疫非依赖的方式参与调节众多心血管代谢性疾病的发生发展。系列研究工作和全新的理论认识得到了国际同行的一致认可，并应邀在Hepatology、Hypertension、Br J Pharmacol等多个国际主流杂志上发表综述6篇。.综上所述，本课题组在本项目这五年来的支持下，围绕着IRF家族以及其上游调控网络分子在心血管代谢性疾病中的功能和机制进行了系列性的研究工作，尤其在心脏重构方面取得大量科学研究成果，并根据项目计划完成了心脏重构过程中IRF的乙酰化位点寻找和功能验证部分内容，发表论文17篇，申请专利9项。