PERK介导内质网应激致心力衰竭的调控机制研究

阐明肥大心肌转向衰竭的机制是防治心力衰竭的关键，课题组在前期心肌内质网应激研究基础上，提出p58IPK通过抑制PERK活化，减轻eIF2α介导的蛋白合成抑制和CHOP介导的细胞凋亡，延缓肥大心肌转向衰竭的观点。拟在SERCA2a 基因敲除小鼠模型上，以实时定量PCR和Western blot研究内质网应激分子表达，TUNEL法测定凋亡，双向电泳和质谱分析肌原纤维组分蛋白改变，证实细胞凋亡和蛋白合成抑制是肥大心肌转向衰竭的关键。在上述动物模型和心肌细胞肥大模型上，研究PERK、eIF2α、CHOP的动态变化，证实PERK通过eIF2α抑制蛋白合成、通过CHOP介导细胞凋亡；进一步研究心肌细胞内p58IPK与PERK的相互作用，研究干预p58IPK表达对心肌PERK活性的影响，证实p58IPK是调控PERK介导的肥大心肌转向衰竭的关键分子，从整合调控内质网应激的角度为心衰防治提供新的干预靶点。

心力衰竭是心血管疾病的终末器官损害，疗效差，死亡率高，是临床亟待解决的重大问题, 延缓肥大心肌转向衰竭是心力衰竭防治的关键。成年心肌细胞为终末分化细胞，凋亡所致心肌细胞减少是影响肥大心肌转归的关键。内质网应激(endoplasmic reticulum stress)是指以未折叠/误折叠蛋白聚集和钙稳态失衡为主要特征的内质网功能紊乱状态。内质网应激通过启动并整合细胞核、线粒体和高尔基体等亚细胞器反应，决定应激细胞的转归：是恢复自稳态和修复损伤，还是损伤加重和死。蛋白激酶R样内质网激酶 (protein kinase R-like ER kinase, PERK) 是介导内质网应激的主要信号分子之一，通过磷酸化真核细胞翻译起始因子2α(eukaryotic initiation factor 2α, eIF2α)，调节蛋白合成和细胞凋亡。本工作研究内质网应激在心肌肥大发生发展中的作用，研究内质网应激相关细胞凋亡在肥大心肌转向衰竭中的作用及其信号转导机制；在心肌特异性SERCA2a 基因敲除诱导在体小鼠心肌肥大模型上证实，心肌组织内质网应激分子钙网蛋白（CRT）和葡萄糖调节蛋白78（GRP78）表达上调，在血管紧张素II和内质网应激诱导剂诱导离体心肌细胞肥大模型上证实心肌细胞内质网应激分子 CRT、GRP78、表达上调，提示内质网应激参与了心肌肥大的发生发展；进一步在上述模型上证实内质网应激相关细胞凋亡相关分子caspase 12剪切活化、CHOP表达及其下游促凋亡分子BAX表达上调、抑凋亡分子Bcl2表达下调，出现明显的细胞凋亡，提示内质网应激相关细胞凋亡是影响肥大心肌转向衰竭的关键因素；在心肌特异性SERCA2a 基因敲除诱导在体小鼠心肌肥大模型和离体心肌细胞肥大上证实，PERK及其下游分子eIF2α磷酸化上调，提示PERK介导的内质网应激信号途径是调节内质网应激相关细胞凋亡、影响肥大心肌转向衰竭的关键信号途径。在上述研究的基础上，本项目研究西洋参茎叶总皂苷（PQS）通过减轻内质网应激而减轻心肌梗死后心肌重塑的保护作用及其机制，证实PQS可以改善心肌梗死后心室扩张和心功能，降低非梗死区心肌细胞凋亡率，其作用机理与抑制CHOP介导的内质网应激相关凋亡途径有关。本工作从内质网整合应激的角度为肥大心肌转向衰竭的机制与防治研究提供了新的思路。