人附睾蛋白4通过HIF-1α调控TGF-β1/Smad信号通路参与特发性肺动脉高压右心室心肌纤维化的作用机制

Myocardial fibrosis is the key mechanism leading to right heart failure. Our previous research found that human epididymis protein 4 (HE4) was obviously elevated in the right heart myocardium of rat, and it could predict the prognosis of patients with idiopathic pulmonary arterial hypertension (IPAH). It has been reported that the pathway of HIF-1α/TGF-β1/Smad was involved in fibrosis. Therefore, we hypothesize that HE4 can increase the expression of TGF-β1via HIF-1α, and further promote myocardial fibrosis via TGF-β1/Smad pathway. On the basis of our previous work, we intend to explore whether the pathway of HE4- HIF-1α-TGFβ1/Smad involved in the right ventricular fibrosis of pulmonary arterial hypertension: 1）we will establish a rat model of PAH, and identify the change of HIF-1α/TGF-β1/ Smad pathway and right ventricular fibrosis after intraperitoneal of HE4 antibody ; 2) We will identify the molecular mechanism involved in the right ventricular fibrosis via overexpressing and silencing HE4 and HIF-1α ,and using TGF-β1 inhibitors. Our study aims to further explore the molecular mechanism of right ventricular fibrosis, which can provide new drug targets for the treatment of right heart failure in patients with IPAH.

心肌纤维化是导致右心室衰竭的关键环节。我们前期研究发现：血清人附睾蛋白4(HE4)在肺动脉高压大鼠右心室中表达明显升高，且可独立预测特发性肺动脉高压患者预后。文献报道HIF-1α/TGF-β1/Smad信号通路与纤维化密切相关。因此我们提出以下假说：HE通过转录因子低氧诱导因子-1α(HIF-1α)促进TGF-β1表达，并通过TGF-β1/Smad信号通路参与肺动脉高压右心室心肌纤维化。本研究拟在前期基础上，进一步探讨上述信号通路在右心室纤维化的作用:1)构建肺动脉高压大鼠模型，外源性给予HE4抗体干预，观察其对HIF-1α/TGF-β1/Smad信号通路及心肌纤维化影响;2）细胞水平通过过表达和沉默HE4,干扰或过表达HIF-1α以及使用TGF-β1受体抑制剂明确HE4参与心肌纤维化的分子机制。本研究有望进一步阐明右心室心肌纤维的分子机制，为治疗肺动脉高压右心衰竭提供新的药物干预靶点。

尽管特发性肺动脉高压主要特征为肺动脉进行性增殖和重构，但是患者往往死于右心衰竭。而在这个过程中，神经内分泌系统的过度激活、心室重构和纤维化、心肌缺血、细胞凋亡、炎症、氧化应激等多个因素相互作用共同参与进而导致右心功能衰竭,其中心室重构和纤维化是右心衰竭发生发展中最主要的机制之一。有研究表明人附睾蛋白4 （human epididymis protein 4，HE4)参与了肾脏纤维化。我们前期研究发现HE4在特发性肺动脉高压患者中明显升高。但是HE4是否参与肺动脉高压右心室心肌纤维化尚不明确。我们的临床研究结果表明HE4在肺动脉高压患者中明显升高，而且HE4可以预测肺动脉高压患者预后。基于HE4参与肾脏纤维化，我们推测 HE4可能参与了肺动脉高压右心室纤维化。我们进一步进行了动物实验和细胞实验。研究结果表明：在野百合碱诱导的肺动脉高压右心衰的动脉模型中，与对照组相比，实验组右心心肌组织HE4表达明显升高。用HE4过表达质粒或siRNA干扰质粒转染心肌成纤维细胞，检测相关信号通路及纤维化指标。结果表明：HE4可通过PI3K/AKT 信号通路促进心肌成纤维细胞纤维化。另外我们研究发现：miR-325-3p可以通过负调控HE4从而改善心肌细胞纤维化。我们的研究为右心室纤维化的治疗提供了新的思路。除了原定研究内容之外，我们进一步探讨了HE4对缺血性心肌病和扩张型心肌病预后的预测价值, 结果表明：HE4可以预测缺血性心肌病和扩张型心肌病患者预后。