microRNA在氧化应激双向调节心脏Nrf2/Keap1信号通路中的作用及机制

氧化应激在多种心血管疾病的发生、发展中发挥重要作用，探寻新的抗氧化应激靶点对于心血管疾病的治疗具有重要意义。我们以往的研究证明细胞核转录因子NF-E2相关因子2在心肌细胞可以调节启动子区域含有抗氧化反应元件的谷胱甘肽合成相关蛋白基因表达，发挥心肌保护作用。我们的初期研究结果表明氧化应激条件下miR-153、495发生变化，并且对Nrf2、Keap1有调控作用。本课题拟证明Nrf2、Keap1是miR-153、495的靶蛋白，低浓度氧化应激（氧化应激预适应）使miR-495表达增强，Keap1降解增加，Nrf2活性增强，发挥心肌保护作用；高浓度氧化应激（氧化应激损伤）使miR-495、153表达均增强，其综合效应使Nrf2活性降低，造成心肌损伤。因此，miR-495、AMO-153双靶点核苷酸制剂可以清除自由基，抑制脂质过氧化，发挥心肌保护作用。

miR-1是心肌细胞内表达较为丰富的miRNA，在心脏发育及心血管疾病的发生、发展过程中发挥重要作用。我实验室成功制备miR-1心脏特异过表达小鼠，实验中我们发现miR-1心脏特异过表达小鼠较野生型小鼠心脏体积明显增大，心室壁变薄，心脏功能降低；miR-1心脏特异过表达小鼠心肌及miR-1过表达原代乳鼠心肌细胞内氧化应激水平升高；miR-1过表达心肌细胞对氧化应激的耐受性降低。心脏结构功能的变化提示miR-1过表达影响了体内的氧化还原系统。SOD1、Gclc、G6PD为氧化还原相关蛋白，其中SOD1、Gclc为转录因子Nrf-2调控的下游蛋白。它们在清除体内自由基，维持细胞内正常氧化还原水平方面发挥重要作用。Lusiferase试验证明miR-1对氧化还原相关蛋白SOD1、Gclc、G6PD的3’UTR均有调控作用。我们发现野生型小鼠及原代乳鼠心肌细胞在受到氧化应激刺激时，心肌细胞内SOD1、Gclc、G6PD表达水平升高；而miR-1心脏特异过表达小鼠心肌及miR-1过表达原代乳鼠心肌细胞受到氧化应激刺激时，细胞内SOD1、Gclc、G6PD表达水平无明显变化。我们的研究工作证明miR-1通过调控SOD1、Gclc、G6PD的3’UTR抑制氧化应激刺激下心肌细胞内SOD1、Gclc、G6PD表达，继而进一步升高心肌细胞内氧化应激水平，造成心肌损害，影响心脏功能。