miR-199b-5p通过 HSF1信号途径调控心力衰竭发生的分子机制研究

Our previous studies indicated HSF1 promotes cardiac angiogenesis through suppression of p53 and subsequent up-regulation of HIF-1 in endothelial cells during chronic pressure overload, leading to the maintenance of cardiac adaptation and .Increasing expression level of HSF1 means an important role in protection against pressure overload-induced cardiac dysfunction. However, the mechanism remains a great challenge. Our results also showed the expression of miR-199b-5p was up-regulated in heart tissues of pressure over-loaded mouse models using a microRNA profiling screen, and its expression was validated by RT-PCR. Bioinformatics analysis showed miR-199b-5p has a targeted loci in HSF1 gene, which hints miR-199b-5p is a potential upper factor of miR-199b-5p. In this project,using the materials and methods including cell lines, transgenic and gene knock-out mouse models,real-time PCR, and western blot,etc.,we plan to study the molecular mechanism of miR-199b-5p relating to heart failure mediated by HSF1 signal pathway. Our research will provide new clues for the molecular mechanism of heart failure, and will be helpful for molecular therapy of human heart failure.

本课题组前期研究表明，热休克转录因子（HSF1）通过抑制p53活性、上调缺氧诱导因子1（HIF-1）表达继而促进心肌微血管新生，在抑制小鼠心力衰竭发生发展过程中发挥重要作用，而如何上调HSF1进而发挥其心脏保护作用是临床应用中的难题。我们在压力超负荷诱导的心力衰竭小鼠心脏microRNA芯片分析和RT-PCR研究中均发现miR-199b-5p显著升高，生物信息学分析结果预测miR-199b-5p同HSF1有靶向结合位点，提示miR-199b-5可能是HSF1的调节因子。本研究拟利用心肌、内皮细胞和转基因、基因敲除小鼠等模型，RT-PCR、Western blot及原位杂交等技术，研究miR-199b-5p对 HSF1 的调控及分子机理，并验证抑制miR-199b-5p对压力超负荷后心肌重构和心力衰竭的影响以及与心脏HSF1表达的关系，为利用分子干预手段治疗心力衰竭相关疾病提供理论基础。

细胞在不良刺激下，存活与死亡的结局取决于其内源性保护机制与死亡信号之间的动态平衡，如何在细胞损伤早期激发保护性机制是保护心肌细胞、预防心力衰竭的关键问题之一。探讨miRNA调控热休克转录因子1（HSF1）进而发挥其心脏保护的作用和机制具有重要的意义。本课题通过生物信息学和荧光素酶报告基因证实了miR-199b-5p可以靶向结合HSF1，运用原代心肌细胞、H9C2细胞和心肌微血管内皮，牵张器制作心肌细胞的压力超负荷模型，主动脉缩窄的方法建立小鼠的心脏压力超负荷动物模型，通过腺病毒感染离体细胞和小鼠心肌内注射来上调/下调miR-199b-5p的表达，从细胞水平和动物模型层面阐明了miR-199b-5p 对 HSF1 信号途径下游成员及心脏肥大肥大/心力衰竭的表达调控作用，揭示内源性保护因子 HSF1 对心脏肥大/心力衰竭保护作用的机制；这些理论丰富了HSF1保护心脏的机制，为探索心力衰竭诊疗的新方法奠定了理论基础。本项目截止到2018年12月，共发表SCI论文5篇，总影响因子12.503，此外，在本项目科研经费的支持下，课题组独立培养硕士研究生7名，其中3人已取得硕士学位，4人在读。