新型药物靶标ERp57调节线粒体生物合成抗心肌缺血损伤的作用机制研究

Ischemic heart disease is one of the leading causes of death today. Current therapeutic agents for ischemic heart diseases cannot meet the clinical needs. ADTM is a novel and proprietary Danshensu analogue.Our study showed that ADTM targeted ERp57 protein and inhibited its activity,and also enhanced mitochondrial biogenesis. In addition, ADTM showed remarkable protective effects against cardiac ischemia injury. While it is still unknown whether ERp57 canregulate motichondrial biogenesis. Literature researches found that inhibition of ERp57 activity caused calpain degradation, which then and leaded to degradation of PGC-1α, a key regulator of mitochondrial biogenesis. For these reasons, it is reasonable to believe that ERp57 may regulate mitochondrial biogenesis. In the present study, we will investigate the mechanism of cardioprotection by ERp57, and we hope to provide direct evidence that ERp57 can regulate mitochondrial biogenesis through the calpain/PGC-1α pathway. This finding will not only provide a new target for the therapy of ischemic heart disease,but also offer a new strategy for the development of anti-myocardial ischemia drugs.

在研究用于治疗缺血性心脏病创新临床候选药物ADTM的过程中，我们发现ADTM在心肌细胞中与ERp57蛋白结合并抑制其活性，ADTM明显促进心肌细胞线粒体的生物合成并显著保护心肌缺血损伤。但是，我们并不清楚ERp57是否能够调节心肌细胞线粒体的生物合成，文献检索也没有发现ERp57调节线粒体生物合成的直接证据。但文献研究已分别证明抑制ERp57活性可导致calpain的降解，而calpain的降解又能抑制PGC-1α的降解，从而促进线粒体的生物合成。因此，我们认为ERp57能够调节线粒体的生物合成。本课题将以ADTM为工具，研究ERp57对线粒体生物合成的调节，阐明抑制ERp57活性抗心肌缺血损伤的作用机理。该发现将为缺血性心脏病的治疗提供新的干预靶点，为研发新作用机理的抗心肌缺血药物提供理论基础。

缺血性心脏病严重威胁人类的健康。因此寻找新的有效治疗靶点，开发新型高效低毒的抗心肌缺血药物及治疗手段一直是医药学家研究的热点。在研究用于治疗缺血性心脏病创新临床候选药物 ADTM 的过程中，我们发现 ADTM 在心肌细胞中与 ERp57 蛋白结合并抑制其活性，ADTM 明显促进心肌细胞线粒体的生物合成并显著保护心肌缺血损伤。因此,本课题欲阐明抗心肌缺血候选药物ADTM以ERp57为靶点的抗心肌缺血损伤的作用机理。本研究发现ADTM能够显著保护心肌缺血损伤；利用小分子探针结合现代先进质谱方法，在心肌细胞上ADTM能够靶定ERp57，与之结合并抑制其活性；同时 ADTM能够促进线粒体的生物合成，以及促进线粒体合成相关因子（PGC-1, Nrf-1, Tfam）的mRNA及蛋白的表达。在研究过程中，我们还发现 ADTM具有抗血小板聚集及抗血栓形成作用，同时证明ERp57也是ADTM在血小板上的靶标蛋白之一，于是，我们进一步阐释了ADTM通过调节 ERp57实现其抗血小板聚集作用的机理。为了延长ADTM在体内的半衰期，我们对ADTM进行化学结构改造，合成了3个全新目标化合物，这三个化合物均能延长体外羧酸酯酶的代谢时间，同时化合物7显示了良好的保护t-BHP 或阿霉素诱导的心肌细胞损伤作用，其保护作用与其增加线粒体生物合成有关。.本项目以ERp57为靶标，对其在抗心肌缺血治疗中的抗心肌缺血和抗血小板聚集作用作用进行了研究和阐释，验证了线粒体生物合成在对抗t-BHP 或阿霉素诱导的心肌细胞损伤保护中的重要作用。该研究将为缺血性心脏病的治疗提供新的干预靶点，为研发新作用机理的抗心肌缺血和抗血小板聚集药物提供理论基础。