基于SIRT3/AMPK通路探讨Apelin-13调控肥厚型心肌病心肌代谢重构的作用及机制研究

基本信息
批准号:81700330
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:陈游洲
学科分类:
依托单位:北京积水潭医院
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郑梅,赵兴山,王继红,胡文兰,任岚,向伟,梅迎晨,韩蕊,陈洪群
关键词:
SIRT3蛋白代谢重构心肌肥厚apelin肥厚型心肌病
结项摘要

Hytertrophic cardiomyopathy(HCM)is a genetically inherited disease. Cardiac energy impairment leads to metabolic remodeling and precedes the development of hypertrophy. However, there are no effective therapy for the metabolic remodeling. Apelin-13, an endogenous ligand for the apelin(APJ) receptor has been recognized as a new adipokine that plays an important role in regulating energy metabolism. Sirtuin-3(SIRT3), a major mitochondrial deacetylase has been shown to activate AMP-activated protein kinase (AMPK) that participates in regulating energy metabolism. In our preliminary study, Apelin-13 has been shown to ameliorate myocardial fibrosis and improve the energy metabolism, but the mechanism and functional target is still unclear. It has been not reported that Apelin-13 attenuated myocardial remodeling through the regulation of metabolic remodeling, which was mediated through the activation of the SIRT3/AMPK pathway. In this study, we choose HCM primary myocardial cells to explore the functional role and mechanism that Apelin-13 regulates myocardial metabolic remodeling through SIRT3/AMPK pathway. Some experimental techniques such as western blot、qRT-PCR、siNRA、HPLC、fluorescent probe labeling as well as special inhibitor were used. Furthermore we use the HCM cTnIR145G transgenic mice to explore the effects of apelin-13 in regulating metabolic remodeling and myocardial remodeling by virtue of echocardiography、Clark electrode etc. This study is designed to validate the potential role of apelin-13 in improving the metabolic remodeling, which will provide new perspectives for the treatment of HCM.

心肌代谢重构是肥厚型心肌病(HCM)重要特征,促进了心肌肥大的进展。Apelin-13是一类新型脂肪因子,在调节能量代谢中发挥重要作用。Sirtuin-3(SIRT3) 蛋白是一种重要的线粒体去乙酰化酶,可以激活AMPK参与能量代谢的调节。前期研究揭示Apelin可以减轻HCM心肌纤维化,增加能量生成,但其作用机制尚不明确。Apelin13能否通过SIRT3/AMPK改善代谢重构相关研究未见报道。本研究借助于HCM原代心肌细胞,利用Western blot 、qRT-PCR、siRNA、探针标记等实验方法,深入探讨SIRT3/AMPK通路在介导Apelin-13改善HCM代谢重构中的作用及相关机制。其次用cTnIR145GHCM转基因小鼠,探讨 Apelin-13能否改善代谢重构及其机制,若能揭示Apelin-13通过SIRT3/AMPK通路改善代谢重构,将为临床治疗HCM提供新思路。

项目摘要

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)是一种常染色遗传的心肌疾病,在人群中占的比例约为1/500,其临床特征为难以解释的左室肥厚、心肌纤维化及潜在的恶性心律失常,是青少年猝死的最常见的原因。目前尚未逆转左室肥厚的治疗途径,HCM由于肌小节基因突变引发的能量供应不足或糖脂代谢失衡,导致心肌出现代谢重构,进而诱发心室重构。Apelin作为新发现的分子肽类物质可改善线粒体形态及功能。 SIRT3/AMPK通路在调节底物代谢、增加线粒体氧化磷酸化、 降低ROS生成保护线粒体功能中发挥重要作用。调控SIRT3/AMPK通路能否改善HCM代谢重构,减缓心肌细胞肥大目前尚无研究。在本研究中。 我们假定Apelin-13可能通过活化SIRT3/AMPK通路,促进代谢底物葡萄糖和脂肪酸氧化,增加线粒体生物合成,抗心肌细胞凋亡进而改善心室重构。首先在细胞实验中,利用AngII诱导的肥大心肌细胞,通过Apelin-13进行干预,证实Aplein可以通过促进PGC-1α、FoxO3a蛋白表达增加线粒体ATP生成,降低ROS产生,增加脂肪酸氧化水平抵抗心肌细胞肥大,其机制是通过激活SRIT3/AMPK通路实现的;在动物实验中,采用Apelin-13进行干预HCM转基因小鼠,从影像学和分子细胞层面两部分探讨Apelin-13对HCM心室肥大和纤维化的影响,首先通过小鼠心脏超声方面证实了Aplein-13干预3个月后可以减轻左室肥大,改善HCM舒张功能障碍;在小鼠心脏病理切片包括HE染色及马松染色中,证实Apelin-13可以减轻心肌肥大,细胞排列紊乱,同时可以减轻心肌纤维化程度,其次从分子层面,利用Westernblot、RT-PCR方法提示Apelin-13可以上调SIRT3/AMPK信号通路中,SIRT3及AMPK、P-AMPK及其下游分子如PGC-1α、FoxO3a蛋白及其mRNA表达,增加心肌线粒体生成,降低心肌ROS的产生,抗心肌细胞凋亡而发挥抗心肌肥大及纤维化作用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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