Klotho通过调控FGF23诱导心肌纤维化

Cardiac fibrosis is a common pathophysiological changes of cardiovascular disease and various factors and signal pathways are involved in fibrogenesis. FGF23（fibroblast growth factor 23）a bone/heart endocrine factor is associated with cardiac fibrogenesis. Klotho is a potential regulator for FGF23，and the role of Klotho/FGF23 signal pathway has not been identified in cardiac fibrosis. Our previous study found that exogenous administration of Klotho up-regulated Col-I synthesis and knockdown of Klotho in myofibroblasts reduced FGF23 expression. Therefore, we hypothesized that Klotho is involved in the development of cardiac fibrosis by regulating FGF23. We will use various molecular biology techniques to varify the following hypothesis: 1) To detect whether Klotho is involved in cardiac fibrosis. 2) To investigate whether Klotho regulates cardiac fibrosis via FGF23 and its downstream mechanism. The findings of our study will reveal a new mechanism of cardiac fibrosis, discover a novel therapeutic target and promote new drug development.

心肌纤维化是心脏疾病常见的病理生理改变，有多种因子和信号通路参与纤维化生成。FGF23（fibroblast growth factor 23）是骨/心源性内分泌因子，与心肌纤维化密切相关；Klotho是FGF23潜在的调控因子，但Klotho/FGF23信号通路在心脏中的调控尚无报道。我们前期研究发现：外源性给予Klotho能够上调促纤维化因子Col-I的表达，敲减心脏肌成纤维细胞中表达的Klotho蛋白能够显著抑制FGF23 mRNA的表达。因此，我们假设：Klotho通过调节FGF23参与调控心肌纤维化。本项目运用多种分子生物学手段探讨：1）Klotho是否参与心肌纤维化过程；2）Klotho是否通过FGF23诱导心肌纤维化及其下游机制。本项目有助于阐明心肌纤维化发生的新机制，发现新的防治靶点，促进新型药物研发。

在本课题的资助下共发表SCI文章2篇，另有部分数据正在整理，准备投稿。在研究过程中，我们通过western blot技术使用阳性对照品验证了3种不同的抗Klotho单克隆或多克隆抗体的抗体效能，结果发现3种抗体均不能检测出阳性对照品中Klotho蛋白的表达。由于我们无法在市售的抗体中找到有效的抗Klotho蛋白抗体，因此我们对课题进行了相应的调整。有研究表明FGF23-Klotho-FGFR1调控轴在心脏疾病的发生发展中发挥重要的调控作用。我们通过分子对接预测并设计了能够与FGFR1具有潜在结合作用的新型蒽醌类化合物（1,8-二羟基-6-甲基-9,10-蒽醌-3-氧乙基琥珀酸）并将其命名为康乐欣（Kanglexin，KLX），探讨其对心脏病理性重构的作用。目前在本课题的资助下我们主要完成了以下几个方面的研究：1. KLX抑制TGF-β1诱导的心脏成纤维细胞激活，改善自发性高血压大鼠及Ang Ⅱ、压力超负荷诱导的小鼠心脏结构及功能重构。2. KLX通过抑制内皮间质转化，缓解压力超负荷诱导的小鼠心肌纤维化。3. KLX通过调控TGF-β1/ERK1/2非经典信号通路，调控心脏病理性重构。以上研究表明KLX能够改善多种心脏病理性损伤模型诱导的心肌纤维化，为心脏病理性重构提供了一种潜在的治疗策略。此外，为发挥国家自然基金支持创新工作的作用，我们开辟了新领域的研究。我们发现：1. 心脏高富集microRNA-1a-3p通过靶向抑制GRP94恶化内质网应激诱导的心肌细胞调亡，加重缺血再灌注损伤诱导的心脏功能障碍。2. 二甲双胍通过调控AMPK/C/EBP β/microRNA-1a-3p/GRP94调控轴抑制氧化应激损伤诱导的心肌细胞调亡。此部分研究成果为新课题的开发奠定了基础。