microRNA-590基因变异通过TGF-β信号通路参与肥厚性心肌病发病的研究

Studies have revealed that miRNA can regulate cardiac hypertrophy and fiborosis, but it is unclear whether miRNA genetic variations play a role in the pathogenesis of hypertrophic cardiomyopathy (HCM). By direct sequencing, our group found that the minor allele frequency of miR-590 variation rs6971711 was much higher in HCM patients, when compared with control group. It was reported that miR-590 can modulate caridac fibrosis through TGF-β signaling pathway. TGF-β signaling pathway also participate in the process of cardiomyocyte hypertrophy. Our 293T cells studies shown that rs6971711 affected miR-590 biogenesis and interaction with its downstream target gene TGF-βR II. Hence, we propose that rs6971711 play a role in the pathogenesis of HCM by regulating cardiomyocyte hypertrophy and cardiac fibrosis through TGF-β signaling pathway. By studies of genetic sequencing, miR-590 overexpression mice model in vivo, and cardiomyocyte and cardiac fibroblast in vitro, current project hope to elucidate the role of miR-590 genetic variation in HCM, thus provide new perspectives to the genetic mechanism and pathogenesis of HCM.

研究表明，miRNA参与调控心肌肥厚、心脏纤维化等过程，但miRNA基因变异与肥厚性心肌病的关系尚不清楚。本课题前期通过对肥厚性心肌病病例及对照miRNA区域进行测序，发现miR-590基因变异rs6971711在病例中的频率显著高于对照。据文献报道，miR-590通过TGF-β信号通路调控心脏纤维化，而TGF-β信号通路同时参与调控心肌细胞肥大。课题组前期在293T细胞上的研究表明，rs6971711显著影响miR-590的表达及与下游靶基因TGF-βR II的相互作用。因此，我们假设miR-590变异rs697171通过TGF-β信号通路调控心肌细胞肥大和心脏纤维化等过程，参与肥厚性心肌病的发病。本课题拟通过遗传学测序、在体miR-590过表达小鼠模型和离体心脏细胞的研究，阐明miR-590基因变异在肥厚性心肌病中的作用机制，从而为肥厚性心肌病的遗传学机制及发病机理提供新的视点。

研究表明，miRNA参与调控心肌肥厚、心脏纤维化等过程，但miRNA基因变异与肥厚性心肌病的关系尚不清楚。本课题前期通过对肥厚性心肌病病例及对照miRNA区域进行测序，发现miR-590基因变异rs6971711在病例中的频率显著高于对照。本课题通过工具细胞、离体心肌细胞和在体miR-590过表达小鼠模型的研究，探索miR-590基因变异在肥厚性心肌病中的作用机制，从而为肥厚性心肌病的遗传学机制及发病机理提供新的视点。在本研究中，我们首先进行工具细胞HEK293T的实验，发现基因变异rs6971711使pri-miR-590产生的成熟miR-590，包括miR-590-3p和miR-590-5p的表达水平都显著下调。使用双荧光素酶报告基因技术，发现该变异使pri-miR-590对下游靶基因的抑制作用显著减弱。分析来自人iPSc-CM的测序数据显示，成熟miR-590在人心肌细胞中表达，且与心肌肥厚相关。随后我们又进行了心肌细胞的研究，成熟miR-590-3p mimics显著促进心肌细胞的增殖，但野生型和突变型之间并无显著差异。而pri-miR-590转染心肌细胞后则显著抑制心肌细胞的增殖，同样野生型与突变型之间并无显著差异, 提示在人类心脏中起主导作用的可能是miR-590-5p。在体实验发现野生型或突变型miR-590-3p mimics，或野生型pri-miR-590都显著促进心肌细胞增殖，导致心肌肥厚，而突变型pri-miR-590促进心肌细胞增殖和肥厚的作用则与对照无显著差异。因此，在今后的研究中，拟加入以下实验，进一步探讨miR-590基因变异导致疾病的机制：1）利用RNA干扰技术，抑制内源性miR-590表达，然后进行补救转染实验，看是否能产生显著的表型变化；2）利用肥厚性心肌病转基因小鼠，然后用腺病毒技术进行在体研究，观察miR-590基因变异是否能够对心肌肥厚、增殖等表型产生影响。