骨保护素对心肌间质纤维化的影响及分子机制研究

The fibroblasts derived from endothelial cells via Endothelial-mesenchymal transition (EndMT) playing an important regulatory role in the occurrence of myocardial interstitial fibrosis. Osteoprotegerin (OPG) is a secreted glycoprotein which is involved in regulating bone density; it is also one of the tumor necrosis factor receptor superfamily members. Our preliminary results indicated that OPG plays an important role in cardiac fibrosis; OPG was dramatically decreased during cardiac remodeling. The degree of fibrosis was increased in the OPG knockout mice, furthermore, OPG expression was significantly decreased when the human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) undergo EndMT process, and however, the role and the underlying mechanism of OPG in cardiac fibrosis are still unclear. Based on our preliminary results, we plan to identify the exact role of OPG during cardiac fibrosis and to explore the molecular mechanism of OPG in cardiac remodeling using in vitro and in vivo models. Successful completion of experiments outlined in this proposal will enhance our current understanding of the mechanism of cardiac remodeling, and may provide novel therapeutic strategies and targets for cardiac remodeling.

内皮细胞通过内皮-间质转化（EndMT）机制而形成的成纤维细胞在心肌间质纤维化发生发展过程中发挥重要调控作用。骨保护素（OPG）是一种参与骨密度调节的分泌型糖蛋白，是肿瘤坏死因子受体超家族的成员之一。本项目前期研究发现，OPG对间质纤维化具有重要调节作用，心室重构时OPG的基因及蛋白表达水平降低，OPG敲除小鼠间质纤维化水平上调，进一步研究发现，体外诱导人脐静脉内皮细胞发生EndMT过程中，OPG基因表达水平显著下调，以上结果均提示OPG可能通过抑制EndMT参与间质纤维化的发生发展过程。然而，OPG在心肌间质纤维化EndMT中的作用及机制尚不清楚。本项目拟构建心室重构动物和细胞模型，进一步研究OPG在心室重构、心肌间质纤维化以及EndMT中的作用及可能的分子机制，力图明确OPG对间质纤维化的影响，阐明其根本机制，为心肌间质纤维化的防治提供新的分子靶点。

柴胡皂苷A（SSA）是一种具有多种药理学作用的三萜皂苷，包括抗炎、抗氧化应激等。目前尚无在心脏重构及纤维化中的研究，采用主动脉缩窄术（AB）建立压力负荷诱导的心脏重构心肌纤维化模型，AB 2周后，分别继续给予小鼠腹腔注射低剂量（5mg/kg/d）和高剂量（40mg/kg/d）SSA 28天。结果提示，SSA对心肌肥厚无明显作用，但显著降低心肌纤维化。AngII刺激原代大鼠乳鼠心肌细胞建立心肌细胞肥大模型，SSA（1和30μM）干预后，除ANP显著下调外，细胞面积与β-MHC均无任何变化；TGF-β1刺激原代大鼠成纤维细胞建立增殖活化模型，SSA（1、3、10、30μM）干预后，只有10、30μM浓度的SSA抑制了成纤维细胞的增殖；TGF-β1刺激原代心脏内皮细胞建立上皮-间质转化（EndMT）模型，SSA（1、3、10、30μM）干预后，只有1、3μM浓度的SSA抑制了EndMT现象，大体实验亦证实只有5mg/kg/d的SSA可改善EndMT现象。进一步的研究发现，高剂量SSA（10、30μM）可抑制成纤维细胞中TGF-β/smad信号通路的活化发挥保护作用，加入smad信号通路的活化剂SRI-011381就失去了这种保护作用；低剂量SSA（1，3μM）可抑制内皮细胞中Wnt/β-catenin信号通路的活化发挥抑制EndMT作用，加入Wnt/β-catenin信号通路活化剂WAY-262611，就失去了这种保护作用。该研究发现，SSA对治疗心脏重构心肌纤维化具有独特作用，不同的剂量具有不同的药理学作用。