miRNA-1和miRNA-133在缺血后处理的心肌保护机制中的调控作用研究

缺血后处理（IPost）可产生强大的心肌保护作用，但机制尚不清楚，可能与抑制促凋亡基因的表达有关。近年发现的miRNA可通过抑制靶基因，进而在基因的转录后调控中发挥重要作用。我们预实验发现，心肌特异性miRNA-1和miRNA-133在心脏IPost后的表达明显上调，且这些miRNA的靶基因中含有促凋亡基因，提示Ipost心肌保护作用的产生可能与这些miRNA调控促凋亡基因的表达有关。本项目拟在大鼠IPost模型基础上，选择miRNA-1和miRNA-133作为切入点，采用生物信息学等方法确认上述miRNA调控的凋亡相关靶基因，构建miRNA腺病毒载体，分别在细胞水平和心脏水平上调/下调上述miRNA，检测对其靶基因如何调控进而干预细胞凋亡。本项目为阐明miRNA-1和miRNA-133在IPost心肌保护中的调控作用提供实验依据，这些miRNA功能的揭示还可能为药物研发提供新的基因靶点。

缺血性心脏病的基因治疗已成为当今生物医学领域内备受关注的研究热点。在青年科学基金项目的资助下，我们也对这一热点进行了深入研究，现已发表相关文章9篇，其中SCI收录6篇，最高影响因子7.1分。该项目所取得的学术成绩不仅仅是发表了多篇SCI论著，更重要的成果是培养了多名年轻的科研骨干，本项目先后资助培养了6名研究生。随着该项目的深入研究，又有了新发现和新创意，本项目组成员又申请到包括国基金青年-面上连续资助项目在内的7项新的科研项目。本项目研究发现，缺血后处理（IPost）的心肌保护作用与其调控凋亡相关基因（ET-1、Caspase、Bcl-2/BAX等）的表达有关，而miRNA-1、miRNA-133a和miRNA-204均参与了这些凋亡靶基因的转录后调控；而调控这些miRNA的表达可以有效减少凋亡，缓解心肌缺血再灌注（IR）损伤。此外我们还发现，心肌IR损伤不仅可以导致凋亡，还可以导致自噬的异常增多；而miRNA不仅可以调控凋亡，还能调控心肌自噬的发生。我们在缺氧/复氧培养的心肌细胞模型和IR损伤心脏模型上均证实，心肌IR损伤可以明显下调miRNA-204的表达；而IPost可以明显上调miRNA-204的表达，发挥心肌保护作用。进一步研究发现，心肌细胞内转染miRNA-204后自噬标志物LC3的蛋白表达量明显减少；而转染miRNA-204的反义序列后LC3的蛋白表达量则明显增多。上述结果表明，调控miRNA-204可以干预IR损伤后的心肌自噬。我们还证实，Bcl-2是心肌特异性表达的miRNA-1的靶基因之一；而Bcl-2不仅是凋亡相关基因，还可以通过抑制自噬启动因子Beclin1来发挥对自噬的调控作用。我们发现，miRNA-1还可以通过调控Bcl-2来抑制自噬启动因子Beclin1的表达，从而干预心肌自噬。本项目为阐明miRNA在IPost的心肌保护中的调控作用提供实验依据，这些miRNA功能的揭示还可能为药物研发提供新的基因靶点。