人类心脏和肌肉高水平表达基因POP1在心肌肥大中的作用研究

POP1在心脏和肌肉组织中高水平表达，但其是否与心脏功能有关尚不清楚。申请人的前期研究结果提示, POP1基因可能通过钙调磷酸化酶-NFAT信号途径参与心肌肥大的发生过程。本研究拟利用细胞系、心肌肥大小鼠模型，转基因小鼠模型及人类原发性心肌肥大病理标本,采用腺病毒转染、RNA干扰、RT-PCR、Western印记、RNA原位杂交、免疫荧光、免疫组化等方法，研究POP1与心肌肥大发生的关系及可能通过钙调磷酸化酶-NFAT信号途径调控心肌肥大的分子机制。本研究对阐明POP1基因在心肌肥大发生中的作用及分子机制具有十分重要的理论意义，对基因诊断并最终利用分子干预手段治疗心肌肥大及其相关疾病具有重要的现实意义。

本课题按照研究计划，通过腺病毒介导POP1在原代心肌细胞中过表达的体外实验结果，以及构建POP1在小鼠心脏中特异性过表达转基因小鼠的体内实验结果，分别证明了POP1能抵抗病理刺激诱导的心肌肥厚，同时抑制P-Akt分子的激活。为了进一步研究POP1抑制心肌肥厚发生的机制，我们在国际上首次建立了GEFTfl/f小鼠，并将携带αMHC启动子介导Cre在整体心脏中表达的转基因小鼠与GEFTfl/fl交配，成功获得GEFT在成体心脏中特异性剔除的小鼠，利用该小鼠模型的研究结果表明：GEFT基因敲除的小鼠对于异丙肾上腺素刺激下的心肌肥大更为敏感，并伴随着P-Akt分子的活化；在GEFT敲除的心脏中过表达POP1并不能表现出对病理刺激下心肌肥厚的抵制；且POP1与GEFT共定位于体外培养的心肌细胞的细胞质中；以上研究结果首次证明，GEFT介导了POP1抵抗的病理性心肌肥厚。综上所述，本项目研究首次揭示了POP1在成体心脏的心肌肥厚发生中功能，并证实了POP1通过GEFT抑制心肌肥厚发生的分子机制，为预防和治疗心脏疾病提供线索。在此项目的资助下，一共发表SCI论文5篇，培养博士生5人，硕士生6人。