肌球蛋白调节性轻链在慢性心力衰竭发生机制中的生物学效应研究

Myosin regulatory light chain (MYL2) is an important essential of myosin light chain. Structural and functional abnomality of mysion caused by gene mutation of MYL2 can led to myocardium hypertrophy, decreasing of myocardial contractility, and in the last, cause the development of chronic heart failure (CHF). In our initial study, there is close relationship between MYL2 down expression (but not gene mutation) with CHF. The level of down-regulation of MYL2 is associated to the degree of CHF. But it is unknown that the reason why MYL2 would be downregulated in CHF and what is the mechanism that MYL2 cause myocardial remodeling and CHF. In this study, we adopt CHF rat model of abdominal aortic banding and cellular experiments in vitro to study several upstream regulatory factors. We try to find if the candidate factor mediate the changes of MYL2 or play some role in the mechanism of changes of MYL2. We also study the biological effects caused by MYL2 downregulation and investigate the effects of MYL2 on several genes and proteins. We want to find if there some gene or protein regulated by MYL2 in order to determine the reason of downregulation of MYL2 and how the biological effescts of MYL2 cause myocardial remodeling and CHF. Maybe our study can provide a new viewpoint in CHF mechnism research.

肌球蛋白调节性轻链（MYL2）是肌球蛋白轻链的重要组成部分，编码MYL2的基因突变可以引起粗肌丝结构和功能异常，导致心肌肥厚、心肌收缩力下降，以致慢性心力衰竭（CHF）的发生。我们初步的研究显示，MYL2表达下调（而非基因突变）与心衰发生存在密切关系，而且其下调程度和心衰严重程度密切相关。但是，CHF时导致MYL2表达下调的原因，以及MYL2通过何种机制导致心肌重塑、CHF，目前仍不清楚。本项目采用腹主动脉缩窄致CHF大鼠模型及体外细胞实验，通过在体实验和离体实验两个层面，对多种上游调控因子进行研究，分析其是否介导MYL2变化及介导MLY2变化的机制,同时研究MYL2变化引起的生物学效应，观察MYL2对多种基因和蛋白的影响，发现可能的受MYL2调控的基因或蛋白，以期明确MYL2在CHF发生中下调的原因，以及下调后导致心肌重塑、促进CHF发生的机制，为HF发生机制的阐明提供新的研究视角。

项目背景：肌球蛋白调节性轻链（MYL2）不仅参与心肌收缩，而且在心肌肥厚在发挥作用。磷酸化的MYL2（p-MYL2）是其活性形式，而肌球蛋白轻链激酶（MLCK）是MYL2的特异性激酶。研究表明短时间肥大刺激物（如AngII）作用可上调MLCK介导的肌节重组。早期抑制MLCK是否能够改善心肌重构，目前仍不清楚。.研究内容：主要包括动物实验和细胞实验。动物实验：SD大鼠分3组（假手术组，手术组和手术+ ML-7组），腹主动脉缩窄术4周建立压力超负荷心肌肥厚模型，超声检测心功能，计算心重/体重（HW/BW）、肺重/体重（LW/BW）和心重/胫骨长（HW/TL），HE和masson染色测量细胞横截面积（CSA）和纤维化，TUNEL检测细胞凋亡，RT-PCR检测ANP、BNP和β-MHC，western blot检测MYL2、p-MYL2、caspase-3、caspase-9、Bcl-2、Bax和Cytochrome C。细胞实验：原代乳鼠心肌细胞分3组（PBS组，AngII组和AngII+ML-7组），刺激48小时建立心肌细胞肥大模型，免疫荧光（α-actinin）测量CSA，RT-PCR、TUNEL和western blot检测同上。.重要结果：动物实验：与假手术组比较，手术组心功能减退，HW/BW、LW/BW和HW/TL比值变大，CSA变大，纤维化和细胞凋亡加重，ANP、BNP和β-MHC mRNA表达增多，p-MYL2/MYL2比值减小，caspase-3、caspase-9、Bax和Cytochrome C均表达增加，Bcl-2减少。手术+ ML-7组的上述一系列指标均得到改善。细胞实验：免疫荧光、RT-PCR、TUNEL和western blot检测结果同上。.关键数据：如报告正文所示。另外，在该基金的支持下，我们还对SH2B1加重心肌肥厚、雷公藤红素减轻心脏纤维化和青蒿素改善心室电重构等进行了研究，并获得了丰硕的成果，详见报告正文。.科学意义：早期抑制MLCK可以有效地改善压力超负荷所致心肌肥厚。另外，p-MYL2还可以抑制线粒体依赖的心肌细胞凋亡途径。此项研究表明，早期干预MLCK及MYL2磷酸化可以有效预防心肌重构、改善心功能和阻止心肌细胞凋亡，这将为心肌肥厚和心力衰竭的早期临床治疗提供新的理论基础和研究方向。