钙调素依赖蛋白激酶II亚型（CaMKII-dB和CaMKII-dC）在心脏缺血预适应中的作用

缺血性心脏病及心脏缺血/复灌损伤是目前威胁人类健康最主要的疾病。缺血预适应（IPC）是已发现的最有效的内源性心脏缺血/再灌损伤保护机制。CaMKII是心脏中非常重要的钙信号调节激酶，我们以前的研究证明心脏中两种CaMKII亚型dB和dC在氧化应激引起的心脏损伤中作用相反。以前的研究对CaMKII在IPC中的作用的结论不一，本课题拟研究心脏中CaMKII-dB和dC两种亚型在IPC中的不同作用及作用机制。内容包括分别敲低细胞内CaMKII-dB和dC，观察IPC保护作用的变化；IPC是否能够激活和激活哪一种CaMKII亚型的激酶活性，并验证其激活机制；研究CaMKII-d基因敲除小鼠中IPC的保护是否变化，并在敲除小鼠心脏中分别高表达CaMKII-dB和dC，观察其对基因敲除小鼠心脏中IPC的影响。为CaMKII在IPC中的作用提供实验依据，并为心脏缺血/再灌损伤保护提供新的治疗靶分子。

背景：由动脉粥样硬化或心脏手术造成的心脏血流阻断所引起的急性心肌梗塞，会导致两种损伤： 由缺血引起的损伤； 随着血流恢复而产生的再灌注损伤。由于心肌细胞主要被认为是终末分化细胞，死亡后无法由心肌细胞进行分裂补充，心肌细胞的死亡成为急性心肌梗塞引起心脏功能严重损伤的一个重要原因。因此，寻找减少心肌细胞死亡的调控因子就成为急性心肌梗塞防治研究的重点。.目前发现的对心肌缺血/再灌注损伤的最强大而有效的内源性保护方式是心脏缺血预适应 (IPC) 和缺血后适应 (PostC)。MG53 是新近发现的在心肌及骨骼肌特异表达蛋白质。MG53选择性地激活RISK信号通路，而MG53介导的CaV3–MG53–PI3K蛋白质复合物的形成是该通路活化的关键。.钙/钙调素依赖蛋白激酶II（CaMKII）是一种广泛分布的被钙离子/钙调素复合物调节的多功能丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。在哺乳类动物的心脏中,δ亚型是主要的CaMKII亚型，而δB和δC两种选择性拼接体在心脏中的表达最为丰富。心脏中两种最主要的CaMKII蛋白，CaMKII-δB和CaMKII-δC，在结构上几乎完全一致，仅由于亚细胞定位的不同。.研究方向：我们希望研究MG53和CaMKII-δB和CaMKII-δC在缺血预适应中的作用及其机制。.主要内容和研究结果：我们的研究结果发现高表达MG53诱导了CaMKII-δ的蛋白和mRNA水平升高，MG53敲除心脏中CaMKII-δ蛋白浓度降低。并且，MG53高表达能够诱导CaMKII-δB和CaMKII-δC高表达。表明CaMKII-δB和CaMKII-δC可能在IPC中均起重要作用。MG53高表达可剂量依赖性地使p-PLBThr17磷酸化增强，而同时对p-PLBSer16没有影响，说明MG53可诱导CaMKII-δ的激酶功能。机制方面，我们认为MG53可能作为CaMKII-δ的转录因子或调控因子调控CaMKII-δ的表达。因而，在缺血预适应中，MG53可能通过增强CaMKII-δ的高表达而发挥，具体机制仍然有待进一步研究。..科学意义：通过本课题的研究，我们不仅发现了一种缺血预适应的新机制，而且为缺血性心脏损伤的预防和治疗找到了新靶点，为后续的转化医学研究奠定了坚实的基础。本课题共发表SCI论文1篇（Nature），申请专利3项（2项已获授权），参加相关国际会议并报告研究成果3次。