CD147糖基化参与血管紧张素II诱导的心肌细胞外基质重塑及其机制研究

Hypertensive ventricular hypertrophy will eventually develop into congestive heart failure, the mechanism underlying which is still not completely clarified, bringing great difficulty to effective prevention and treatment. Many studies have shown that collagen cross-linking reduction in late stage of myocardium hypertrophy might be a key factor inducing heart failure. We found that close relationship between increased degree of CD147 glycosylation and reduced collagen cross-linking, indicating that CD147 may serve as initial factor mediating heart failure. Thus, this study intends to prove that high concentration of Ang II in local myocardium could lead to the upregulated expression and glycosylation of CD147 and clarify the molecular mechanism and possible intervention in renal hypertensive rat model (2K1C model). Moreover, we also intend to demonstrate that high glycosylation CD147 could decrease the activity of lysyl oxidase while increase the expression and activity of Matrix Metalloproteinases (MMPs), leading to imbalanced collagen metabolism and reduced collagen cross-linking degree in fibrotic myocardium tissue. Furthermore, we aim to verify that it is difficult to prevent left ventricular dilation from developing into congestive heart failure by low degree of collagen cross-linking under the condition of increased ventricular wall stress in hypertensive heart disease. Once proved, this novel pathway should provide new strategies and intervention targets for clinical prevention and treatment of heart failure.

高血压性心肌肥厚最终转向充血性心力衰竭，因其机制仍未阐明，故难以进行有效防治。大量研究表明心肌肥厚后期胶原交联度显著降低，推测是诱发心衰的重要因素。我们发现肾性高血压大鼠心肌CD147糖基化程度增高与胶原交联度降低密切相关，可能为心衰的起始调节因素。因此，本研究拟采用肾性高血压大鼠模型（2K1C模型），证明肥厚心肌局部高浓度的Ang II 导致CD147表达与糖基化程度增加，并阐明其分子机制与可能的干预环节；进而证明高糖基化CD147使赖氨酰氧化酶活性降低，诱导金属基质蛋白酶（MMPs）表达与活性不断增加，破坏胶原代谢平衡，使纤维化程度增加的心肌组织胶原交联度降低；最后，探明在高血压性心室壁应力不断增加条件下，心肌组织低胶原交联度难以防止左心室扩张，最终发展为充血性心衰。若能阐明上述新途径，可为临床防治心衰提供新的策略和干预靶点。

高血压引起的慢性心脏压力超负荷导致心肌肥厚，肥厚心脏最终失代偿而转向心力衰竭，是心力衰竭重要诱因之一。但是，关于代偿性心肌肥厚转向心力衰竭的机理，迄今仍未完全阐明。本研究证实，1）肾性高血压大鼠心肌CD147表达与糖基化水平升高。我们成功建立了两肾一夹（two-kidney one-clip, 2K1C）大鼠模型，并对术后20w的大鼠进行了模型的评估以及相关功能、分子的检测。检测结果显示：肾性高血压大鼠术后20w出现心功能的下降，但还未进入心力衰竭阶段。进一步检测大鼠肝脏重量与体重之比、肺脏重量与体重之比、肝脏干湿重之比、肺脏干湿重之比以及心肌肥厚标志物心房利钠肽，结果提示，大鼠发生代偿性的心肌肥厚。免疫荧光以及蛋白检测结果显示：2K1C大鼠CD147表达以及糖基化水平升高。Masson染色结果提示，2K1C组心肌纤维化程度增加。电镜观测以及羟脯氨酸测定显示，2K1C大鼠胶原含量增加。明胶酶谱以及蛋白表达结果显示，2K1C组MMP-2、MMP-9活性以及表达增加。进一步检测心肌胶原交联度，结果发现：2K1C组大鼠胶原交联度出现下降。2）肥厚心肌AngII调节CD147蛋白表达与糖基化程度的分子机制。分离新生大鼠的心肌细胞，免疫荧光显示，给予细胞AngII刺激，CD147的表达以及糖基化水平增高。同时，加入AngII刺激，肥厚标志物ANP的表达增加。给予心肌细胞AT1受体和AT2受体的拮抗剂，PCR以及免疫印迹结果显示，AngII经AT1受体增加CD147表达。进一步使用蛋白激酶Cε的抑制剂以及激动剂对AT1受体的下游分子进行检测，PCR结果以及免疫印迹显示，AngII激活PKCε增加CD147的表达。接下来进一步探讨PKCε的下游分子，使用N-乙酰氨基葡萄糖转移酶V的抑制剂以及激动剂，PCR以及免疫印迹结果显示，AngII激活GnT-V增加CD147表达。本部分研究证实：AngII经AT1、PKCε、GnT-V参与CD147糖基化的调节。本研究揭示并完善CD147在心力衰竭发生中的作用以及调控CD147的信号转导通路，并为基于靶向CD147的心力衰竭治疗提供了新的理论参考。