TNAP通过激活TGF-β/Smad信号通路调控心肌纤维化的机制研究

Tissue nonspecific alkaline phosphatase (TNAP) is a member of the family of phosphatases. Studies have shown that TNAP plays an important role in the pathophysiology of atherosclerosis, cardiac hypertrophy and calcification. Whether TNAP regulates myocardial fibrosis has not been reported yet. Our preliminary study showed that TNAP may play an important role in AngII-induced myocardial fibrosis, but the mechanism is not clear. This project intends to verify the effect of TNAP on AngII-induced myocardial fibrosis in vivo study. Then the study intends to explore the relationship between effect of TNAP on regulating myocardial fibrosis and TGF-β/Smad signaling pathway in vitro. The study would certainly provide new evidence for the therapeutic target of myocardial fibrosis-related cardiovascular disease.

组织非特异性碱性磷酸酶(TNAP)是磷酸酶家族中的一员，研究显示，TNAP在动脉粥样硬化、心肌肥大及钙化病理生理过程中发挥着重要作用。TNAP是否调控心肌纤维化，目前尚无相关研究报道。我们前期研究显示，TNAP在AngII诱导的心肌纤维化过程中可能发挥着重要作用，但机制不清楚。本项目拟通过建立小鼠心肌纤维化模型，采用腺病毒pAd-TNAP和pAd-siTNAP转染技术，从超声学、免疫组织学、分子生物学等层面验证TNAP在AngII诱导心肌纤维化过程中的作用。在整体实验明确TNAP具有调控心肌纤维化的作用后，再通过建立TNAP低表达和过表达心肌成纤维细胞模型，并采用相关的化学抑制剂干预，探索TNAP调控心肌纤维作用与TGF-β/Smad信号通路关系，明确机制，为心肌纤维化相关性心血管疾病的治疗靶点提供新的证据。

组织非特异性碱性磷酸酶(TNAP)是磷酸酶家族中的一员，研究显示，TNAP在动脉粥样硬化、心肌肥大及钙化病理生理过程中发挥着重要作用。TNAP是否调控心肌纤维化，目前尚无相关研究报道。我们前期研究显示，TNAP在AngII诱导的心肌纤维化过程中可能发挥着重要作用，但机制不清楚。.本项目拟通过建立心梗后心肌纤维化模型，采用腺病毒adv-shTNAP和adv-TNAP-OE转染技术，从超声学、免疫组织学、分子生物学等层面验证TNAP在心梗后心肌纤维化过程中的作用。在整体实验明确TNAP具有调控心肌纤维化的作用后，再通过建立TNAP低表达和过表达心肌成纤维细胞模型，并采用相关的化学抑制剂干预及腺病毒转染技术，探索TNAP调控心肌纤维作用与TGF-β/Smad/p53及ERK1/2信号通路关系，明确机制，为心肌纤维化相关性心血管疾病的治疗靶点提供新的证据。.首先本项目研究发现大鼠心肌梗死(MI)后TNAP显著上调，主要在梗死心脏的边界区结合胶原蛋白合成。给予TNAP抑制剂四咪唑可显著改善MI后的心脏功能和纤维化。另外，在新生大鼠心脏成纤维细胞 (CF) 的原代培养物中，抑制TNAP 显著减弱了胶原相关基因的迁移、分化和表达；并发现TGF-β1/Smads 信号转导抑制和p-AMPK及p53上调均参与了该过程。当使用p53抑制剂时，可以阻断TNAP抑制的抗纤维化作用。最后，我们通过敲低和过表达TNAP建立小鼠心梗模型和CFs体外模型，结果发现敲低TNAP可改善小鼠心梗后的心脏纤维化程度和心脏功能；抑制CFs的分化、迁移和增殖;下调心肌细胞和CFs细胞TGF-β1/Smads/ERK1/2信号通路相关蛋白的表达。而TNAP过表达可加重心脏纤维化程度并可降低心脏功能，促进CFs的分化、迁移和增殖。在体外研究中，过表达TNAP可促进心肌成纤维细胞的分化、迁移和增殖; 上调调心肌细胞和CFs细胞TGF-β1/Smads/ERK1/2信号通路相关蛋白的表达。上述研究结果表明抑制TNAP可能是心脏纤维化的一种新型调节剂，主要通过AMPK-TGF-β1/ Smads/p53和ERK1/2信号通路发挥抗纤维化作用。