心脏特异的长链非编码LncRNA ANP-AS募集P300/CBP和GATA4在心肌肥大中的作用及机制研究

External environmental stimuli induce abnormal gene expression leading to myocardial hypertrophy is a common pathway of heart failure.As a bridge of the environment - gene interactions, the role of non-coding RNA attracted widespread attention. By microarray screening, we found LncRNA ANP-AS significantly increased after myocardial hypertrophy , and have a directly bonding with p300 / CBP,GATA4 . Further study found that cardiac hypertrophy was significantly improved after interference LncRNA ANP-AS, In view of the p300 / CBP acetylation characteristics， up-regulation acetylation of GATA4 lead to GATA4 activation is a major determinant of cardiac hypertrophy . Thus we hypothesize that LncRNA ANP-AS mayrecruitment p300 / CBP, GATA4 as a molecular scaffold and promotes GATA4 acetylation,thereby regulating cardiac hypertrophy.Our study will take C57BL/6J mice、LncRNA ANP-AS heart specific knockout mice,LncRNA ANP-AS cardiac specific overexpression mice as sunjects ,to test this hypothesis, explore the pathogenesis of cardiac hypertrophy and provide potential therapeutic targets.

环境刺激促使基因异常表达导致的心肌肥大是心力衰竭的共同通路。作为环境—基因相互作用的桥梁，非编码RNA引起了广泛重视。通过芯片筛选我们获得了一条全新的长链非编码RNA(LncRNA)，并命名为lncRNA ANP-AS。进一步研究发现lncRNA ANP-AS在心肌肥大后表达明显升高，其和p300/CBP及GATA4均有直接结合。进一步研究发现干扰LncRNA ANP-AS后，心肌肥大得到了显著改善，鉴于p300/CBP乙酰化作用特性，其对GATA4的乙酰化修饰导致的GATA4激活是其致心肌肥大的主要决定因素，由此我们推测：LncRNA ANP-AS可能是作为分子支架募集p300/CBP、GATA4，促使一起绑定的GATA4乙酰化，从而促进心肌肥大的发生。本课题拟采用C57BL/6J小鼠、LncRNA ANP-AS心脏特异敲除及过表达小鼠作为研究对象，验证该假设，探索心肌肥大的致病机理。

心肌肥大是对各种心脏病为维持心输出量所需的适应性反应，进一步会导致心力衰竭和猝死。然而，导致心肌肥大的调节机制仍不明确。最近的研究强调了长链非编码 RNA (lncRNA) 在许多生物过程和疾病中的重要性。然而，关于 lncRNA 在心脏病中的作用的知识仍然有限。我们试图通过患者数据荟萃分析，以评估压力引起的心力衰竭治疗对全因死亡率的影响. 我们在心房利钠肽（ANP）基因NPPA的反义链中鉴定出一个富含且保守的长链非编码RNA，我们将其命名为lncRNA ANP。 在小鼠主动脉缩窄 (TAC)模型中， lncRNA ANP在 心脏中的表达早期就明显上调。在患有心肌肥大的人的血清中的 lncRNA ANP 水平也明显升高。为了确定 lncRNA ANP 在体内心脏中的功能作用，我们使用 CRISPR-Cas9、AAV9-shRNA 和 GapmeR 在小鼠体内灭活了 lncRNA ANP。在基础条件下，lncRNA ANP 灭活的小鼠没有对身体或心脏形态或功能有影响。然而，lncRNA ANP 的体内缺少或使用 AAV9-shRNA 或 GapmeR-lncRNA ANP 的出生后可减少TAC诱导的心脏肥大和纤维化，并促使胎儿基因的心脏表达、使心脏大小、重量和功能进一步正常化。抑制 lncRNA ANP 的有益心脏作用与募集转录共激活因子 p300 与转录因子 GATA4 结合以促进 GATA4 乙酰化和抑制肥大基因表达有关。有趣的是，对新生儿心肌细胞的研究表明，lncRNA ANP 也是 GATA4 的靶基因，导致正反馈回路促进病理性心肌肥厚。. 我们研究发现它招募转录共激活因子 p300，增加 p300/GATA4 结合和随后的 GATA4 乙酰化。 GATA4作为lncRNA ANP的转录因子，增加lncRNA ANP的产生，形成正反馈回路，促进病理性心脏肥大。这些研究表明 lncRNA ANP 可能是减轻适应不良心脏重构进展的治疗靶点。