Sirt1对FOXO1的去乙酰化修饰与阿霉素心肌病的关系的研究

The major mechanism of doxorubicin-induced cardiomyopathy is oxidative stress. FOXO transcription factors belong to the large Forkhead family of proteins. The acetylation of FOXO1 increses oxidative stress and apoptosis in cardiomyocytes.The deacetylation of FOXO1 by Sirt1 increases its activity. Previous studies didn't make it clear that what a role the deacetylation of FOXO1 by Sirt1 plays in doxorubicin-induced cardiomyopathy and the underlying mechanisms. Our aims are: 1) using cardiomyocytes specific and nonspecific Sirt1 over-expression or knowout mice to investgate the role of different levels of Sirt1 in acute and chronic doxorubicin-induced cardiomyopathy. 2) using Cre/LoxP system to make Tamoxifen-inducible cardiomyocytes specific knowout mice to investgate the role of Sirt1 knockout in different time in acute and chronic doxorubicin-induced cardiomyopathy. 3) demonstrating the relationship between the deacetylation of FOXO1 by Sirt1 and doxorubicin-induced cardiotoxicity in vitro and the underlying mechanisms. The role of Sirt1 in doxorubicin-induced cardiomyopathy and the underlying mechanisms will be fullly understood after the completion of this project, which can afford novel targets and pharmacological mechanisms for new medicine research and development.

阿霉素心肌病的主要发生机制是氧化应激。转录因子FOXO1的乙酰化能增加心肌细胞氧化应激和细胞凋亡。Sirt1是一类NAD依赖性的去乙酰化酶，能够降低FOXO1的活性。既往研究不能明确Sirt1对FOXO1的去乙酰化修饰在阿霉素心肌病病理生理过程中的作用及其机制。本课题旨在研究：利用机体整体水平和Tamoxifen可诱导、心肌细胞特异性Sirt1过表达和敲除的转基因小鼠，建立在体阿霉素急性和慢性心肌病模型。对照研究不同水平的Sirt1在小鼠阿霉素心肌病中的作用。在心肌细胞水平研究Sirt1对FOXO1的去乙酰化修饰与阿霉素心肌病的关系及分子机制。本课题完成可深入了解Sirt1对FOXO1的去乙酰化修饰在阿霉素心肌病中的作用机制，为新一代药物研发提供新颖的作用靶点和药理机制。

项目背景：阿霉素心肌病的主要发生机制是氧化应激。转录因子FOXO1的乙酰化能增加心肌细胞氧化应激和细胞凋亡。Sirt1是一类NAD依赖性的去乙酰化酶，能够降低FOXO1的活性。前期研究发现Sirt1在糖尿病和软脂酸引起的细胞凋亡中能够抑制活性氧的产生；而同时有研究发现Sirt1是通过对FOXO1的去乙酰化修饰来降低活性氧产生及降低细胞凋亡。既往研究不能明确Sirt1对FOXO1的去乙酰化修饰在阿霉素心肌病病理生理过程中的作用及其机制。本课题旨在研究：利用机体整体水平和Tamoxifen可诱导、心肌细胞特异性Sirt1过表达和敲除的转基因小鼠，建立在体阿霉素急性和慢性心肌病模型。对照研究不同水平的Sirt1在小鼠阿霉素心肌病中的作用。在心肌细胞水平研究Sirt1对FOXO1的去乙酰化修饰与阿霉素心肌病的关系及分子机制。本课题重要研究结果：SIRT1激活剂白藜芦醇通过上调Sirt1抑制阿霉素诱导的H9c2细胞损伤。SIRT1-/-/LoxP转基因小鼠已经成功建立，并进行饲养繁殖，Tamoxifen诱导，用RT-PCR和Western Blot技术对SIRT1-/-/LoxP转基因小鼠进行鉴定。野生型小鼠急性和慢性阿霉素心肌病模型的建立已经成熟，证实与对照组相比，阿霉素处理组SIRT1的表达明显降低，而乙酰化FOXO1的表达则明显升高。白芦藜醇可使乙酰化FOXO1的表达下降，从而降低阿霉素心肌病小鼠的死亡率。体外实验方面，培养小鼠心肌细胞和H9C2细胞，同样，阿霉素处理组SIRT1的表达明显降低，而乙酰化FOXO1的表达明显升高。SIRT1激活剂白芦藜醇以及过表达SIRT1可使乙酰化FOXO1的表达下降，ROS减少，心肌细胞的凋亡减少。转染siRNA使得SIRT1表达下降，则乙酰化FOXO1的表达升高，ROS增多，心肌细胞的凋亡增加。本课题完成可深入了解Sirt1对FOXO1的去乙酰化修饰在阿霉素心肌病中的作用机制，为新一代药物研发提供新颖的作用靶点和药理机制。