“TGF-β/miRNA-433/多胺”反馈环路在糖尿病心肌纤维化中的作用及吡非尼酮干预研究

基本信息
批准号:81503059
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:17.90
负责人:李春梅
学科分类:
依托单位:烟台大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:高永林,杨刚强,朱晓音,王晓琰,刘海潮,康乐
关键词:
糖尿病心肌纤维化TGFβ1/Smad3通路miRNA433ODC/多胺通路吡非尼酮
结项摘要

The TGF-β1/Smad3 pathway plays a major role in the development of diabetic myocardial fibrosis (DMF). MiRNA-433 not only is an important component of TGF-β1/Smad3-driven liver and renal fibrosis, but also an inhibitor of ornithine decarboxylase (ODC)/polyamine pathway. Moreover, polyamines play a fundamental role in myocardial cell structure and function, and their depletion may decrease cell growth and induce apoptosis. Also, depletion of intracellular polyamines induces the activation of TGF-β1/Smad3 pathway. Our previous studies indicated that TGF-β1 protein and miRNA-433 expressions were significantly increased and conversely, polyamines were found to be considerably decreased in diabetic db/db mice, which were accompanied by myocardial fibrosis. Pirfenidone, a new antifibrotic agent, attenuated these changes. In light of the previous studies and our findings, we hypothesize that there is a novel feedback circuits, “TGF-β1/Smad3 pathway-miRNA-433-ODC/polyamine pathway”, in the development of DMF, and pirfenidone maybe disturb this process by inhibiting miRNA-433 expression. To investigate our hypothesis, we will use a model of db/db mice to investigate this circuit loop in the development of DMF, and focus on the interventional effect of pirfenidone on the process. As a result, a new understanding of DMF mechanisms is put forward and miRNA-433 will be provided as a new target for DMF therapy. In addition, a novel anti-fibrosis mechanism of pirfenidone also will be clarified.

TGF-β1/Smad3通路活化是糖尿病心肌纤维化(DMF)发生的重要机制。miRNA-433不仅是该通路下游靶基因可被其激活促进肝、肾纤维化,还抑制鸟氨酸脱羧酶(ODC)/多胺通路、引起多胺耗竭,而多胺耗竭影响心肌细胞结构与功能并可放大TGF-β1/Smad3通路活性。我们前期研究发现,DMF动物心肌TGF-β1高表达并伴有miRNA-433上调和多胺减少,而吡非尼酮(Pir)可下调miRNA-433、改善DMF。由此推测,DMF过程中存在“TGF-β1/Smad3通路-miRNA-433-ODC/多胺通路”反馈环路,Pir通过下调miRNA-433抑制环路、改善DMF。项目拟以心肌成纤维细胞和db/db小鼠为对象,研究上述环路,并证明Pir通过下调miRNA-433抑制环路、改善DMF。项目的完成将提出DMF发生新机制及DMF防治新靶点,并为Pir临床应用提供新依据。

项目摘要

本研究以心肌成纤维细胞(CF,体外实验)和db/db小鼠(体内实验)为研究体系,以miRNA-433、TGF-β1/Smad3通路以及ODC/多胺通路为研究目标,观察相关基因及蛋白在高糖诱导CF转化、增殖及胶原合成过程中以及db/db小鼠糖尿病心肌纤维化(DMF)发生过程中的变化。同时观察吡非尼酮对上述病理过程的改善及对相关蛋白表达的影响。体外研究发现,高糖处理CF后细胞增殖活性增加、CF向肌成纤维细胞转化能力增强,胶原及I、III型胶原合成增加;TGF-β1、Smad3、miRNA-433表达增加;同时,AZI、ODC 表达减少,多胺含量减少。与高糖处理CF相比,Ly364947、anti-miRNA-433、AZI过表达质粒转染及吡非尼酮预处理能够抑制细胞增殖,抑制CF向肌成纤维细胞转化、抑制胶原及I、III型胶原合成;同时,TGF-β1、Smad3和miRNA-433表达减少,AZI、ODC表达及多胺含量增加。研究结果表明“TGF-β1/Smad3通路-miRNA-433-ODC/多胺通路” 反馈环路在高糖刺激CF损伤过程中发挥重要作用。吡非尼酮下调miRNA-433、抑制上述环路发挥高糖刺激的CF保护作用。体内研究发现,db/db小鼠DMF发生过程中,伴有心功能障碍及心肌纤维化病变;心肌组织TGF-β1、Smad3及miRNA-433表达增加,AZI、ODC蛋白表达减少,多胺合成减少。与DMF组相比,TGF-β1抑制剂Ly364947、miRNA-433 shRNAd转染、AZI过表达质粒转染及吡非尼酮给予db/db小鼠可改善心功能及心肌纤维化病变;同时,心肌组织TGF-β1、Smad3、miRNA-433表达减少,AZI、ODC表达增加,多胺合成增加。研究表明“TGF-β1/Smad3通路-miRNA-433-ODC/多胺通路”反馈环路介导了DMF病理过程,吡非尼酮下调miRNA-433、抑制上述环路、改善DMF。本项目的完成不仅提出DMF发生新机制、为DMF防治提供新靶点(miRNA-433),还揭示了吡非尼酮抗纤维化作用新机制,为其临床应用提供新的理论依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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