基于TAAR1/CaMKⅡ途径研究外源性T1AM在心肌缺血再灌注损伤中抑制细胞凋亡及程序性坏死的作用机制

基本信息
批准号:31760294
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:37.00
负责人:刘兴德
学科分类:
依托单位:贵州医科大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张蓓,徐旖旎,李翼,周海燕,黄妮雯,林慕之,刘姿麟
关键词:
程序性坏死激素受体钙调蛋白依赖蛋白激酶Ⅱ心血管系统应激3碘甲状腺胺
结项摘要

CaMKII activation plays a nodal role in apoptosis and necroptosis induced by myocardial ischemia reperfusion (I/R). The activity of CaMKⅡis reduced during animal hibernation. A hibernation inducing agent 3-iodothyronamine (T1AM), synthesized autonomously by our team, has been found to inhibit myocardial I/R-induced apoptosis and necroptosis, but its mechanism remains to be elucidated. To address the issue, we will carry out serial experiments to construct myocardial I/R injury model and to up/down-regulate T1AM receptor TAAR1 expression and CaMKII activity. The differences and similarities between T1AM and low temperature affecting I/R-induced myocardial apoptosis and necroptosis will be examined in vivo, ex vivo and in vitro. The underlying mechanism by which T1AM inhibits I/R-induced myocardial cell death will be investigated, as to the CaMKⅡ-related intracellular calcium handling and opening of mitochondria permeability transition pore(PTP). The findings of this study should elucidate if hibernation mechanism of myocardial protection exists in warm blooded animal, provide a novel therapeutic strategy to reduce the damage of I/R, deepen the understanding of myocardial necrosis death, especially necroptosis, and add the experimental evidence for the development of T1AM and related drugs for myocardial protection.

蛋白激酶CaMKⅡ激活是心肌缺血再灌注(I/R)诱导细胞凋亡及程序性坏死的中心环节。动物冬眠时CaMKII活性降低。我们自主合成的冬眠诱导剂3-碘甲状腺胺(T1AM)抑制I/R诱导细胞死亡,但机制不明。推测外源性T1AM唤醒机体潜在的冬眠机制,抑制细胞凋亡及程序性坏死,减轻心肌I/R损伤。为此,我们构建心肌I/R损伤模型、上/下调T1AM受体TAAR1表达以及CaMKII的活性,在整体、离体心脏、细胞水平研究T1AM及低温对I/R损伤诱导心肌细胞凋亡与程序性坏死的作用异同,从CaMKII相关的细胞内钙离子调控、线粒体PTP开放方面研究T1AM抑制细胞死亡的调控机制。本研究可望明确恒温动物是否存在类似冬眠保护心肌机制,拓展对心肌死亡特别是程序性坏死调控的认识,为寻求减轻I/R损伤的新治疗策略提供思路,为开发T1AM相关药物提供实验证据。

项目摘要

缺血性心脏病是危害人类健康的重要疾病。早期血运重建是目前治疗缺血性心脏病最有效的治疗手段,但是血运重建常伴发心肌缺血/再灌注损伤,后者常导致心肌顿抑、心律失常及细胞死亡,因此深入探讨缺血再灌注损伤的机制对保护心肌有重要的价值。治疗性低温能显著缩小缺血再灌注损伤所致梗死面积,寻找降低体温药物有望为急性心肌梗死的心肌保护提供更有效方法。项目利用我们自主合成的冬眠诱导剂3-碘甲状腺胺(T1AM)抑制I/R诱导细胞死亡,推测外源性T1AM唤醒机体潜在的冬眠机制,抑制细胞凋亡及程序性坏死,减轻心肌I/R损伤。为此,我们构建心肌I/R损伤模型,通过转录组学测序,寻找T1AM的作用靶点,在动物及其细胞水平研究T1AM及低温对I/R损伤诱导心肌细胞凋亡与程序性坏死的作用异同,从Akt/FoxO1信号通路,CaMKII相关的细胞内钙离子调控、线粒体PTP开放方面研究T1AM抑制细胞死亡的调控机制。结果提示在动物水平,T1AM可以减轻大鼠心肌缺血再灌注损伤,保护心肌细胞;在细胞水平,与常氧组比较,缺氧/复氧损伤对心肌细胞差异基因显著,T1AM可以通过代谢相关通路减少心肌细胞(AC-16细胞)缺氧/复氧损伤;T1AM可通过调控Akt/FoxO1信号通路降低心肌细胞代谢从而减少细胞凋亡。此外,课题组通过缺氧复氧心肌细胞(H9C2细胞)发现TIAM可以减轻心肌细胞的程序性坏死和凋亡,其机制与抑制RIPK1和RIPK3及上下游的通路相关蛋白p62、CaMKII和VDAC表达相关,表明T1AM对缺氧复氧的H9C2心肌细胞有保护作用。本研究明确恒温动物存在类似冬眠保护心肌机制,拓展对心肌死亡特别是程序性坏死调控的认识,为寻求减轻I/R损伤的新治疗策略提供思路,为开发T1AM相关药物提供实验证据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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