circFOXO3/miR-149介导RACK1调节细胞凋亡在脓毒症心肌损伤中的作用机制

Sepsis is a clinical critically ill disease with high mortality. Myocardial injury is one of the major complications of sepsis, but mechanism of sepsis myocardial injury still unclear. Our previous studies have shown that RACK1 inhibits ischemia-reperfusion induced H9C2 cell apoptosis by directly or indirectly regulate apoptosis-related gene and mediated apoptosis, and it could regulate the expression of FOXO3. FOXO3 and circFOXO3 forms positive feedback regulation in the cell, and circFOXO3 plays a role by targeting miR-149. We hypothesized that RACK increased the expression of circFOXO3 by promoting FOXO3 expression in the process of sepsis myocardial injury. circFOXO3 exerts miRNAs sponge and adsorbs miR-149 to promote cell apoptosis and promote cardiomyocyte injury. This project will study the role of RACK1 in sepsis myocardial injury, from the level of molecules, cells and the overall research,and further understand the mechanism that circFOXO3/miR-149 mediat RACK1 regulating apoptosi,which result myocardial injury in sepsis. The project will provide a new theoretical basis and experimental means for the diagnosis and treatment of sepsis.

脓毒症是临床危重症疾病，病死率高。心肌损伤是脓毒症主要并发症之一，其具体机制尚不明确。我们前期研究证实，RACK1可调控缺血/再灌注诱导的H9C2心肌细胞凋亡，但其在脓毒症心肌损伤中的具体作用及机制不清。研究表明，RACK1可调控FOXO3表达，FOXO3与circFOXO3呈正反馈调控，circFOXO3通过靶吸附miR-149发挥作用。因此，我们假定，在脓毒症心肌损伤过程中RACK1调节FOXO3表达进而提高circFOXO3表达水平，后者发挥miRNAs海绵作用，吸附miR-149从而促进细胞凋亡。为了验证以上假设，本课题将从分子、细胞和整体水平研究RACK1在脓毒症心肌损伤中的作用，进一步认识circFOXO3/miR-149介导RACK1调节细胞凋亡在脓毒症心肌损伤中的分子机制。该项目将为脓毒症的诊治提供新的理论基础和实验手段。

据统计，脓毒症心功能损伤的发生率约 40%，如果出现脓毒性心肌损伤则病死率可高达70-90 % 。 因此，早期发现和干预脓毒症心肌损伤成为提高患者痊愈率的关键和突破点 。但目前脓毒症心肌损伤的分子机制尚不明了。. 课题组模拟临床上不同感染源或感染方式导致的脓毒症，成功构建了多种脓毒症心衰小鼠模型，证实了不同感染方式所致的脓毒症心肌损伤的病理学改变、蛋白和基因表达等存在差异，提示临床在处置脓毒症患者时需采取不同的治疗方案。. 一直以来学术界都认为心肌细胞凋亡是脓毒症心衰的重要机制。课题组在脓毒症心衰小鼠模型上进行了大量的实验研究，包括病理切片观察、扫描电镜、TUNEL凋亡检测、细胞程序性死亡相关基因和蛋白检测、蛋白组和转录组测序等，结果有了一个出乎意料的重要发现是：细胞凋亡不是脓毒症心衰的主要分子机制，而很可能是细胞焦亡。细胞焦亡是近年来从细胞凋亡中分离出来的一种新的细胞死亡方式，但细胞焦亡在脓毒症心衰中的作用和分子机制尚未见报道。为此，课题组进行了细胞和动物模型的细胞焦亡抑制实验，结果显示焦亡抑制剂预处理后的脓毒症心衰小鼠的死亡率大大降低，证实了细胞焦亡是脓毒症心衰的重要分子机制。. 研究中我们还意外发现了心肌细胞胞质中的核糖体蛋白表达上升而线粒体中核糖体蛋白表达下降的奇异现象。为此我们进行了多个核糖体蛋白不同时间节点（6h,12h，shock）的检测，核糖体生物合成相关基因、翻译起始因子、线粒体呼吸链复合物（MTCO）等指标的检测，结果显示，脓毒症心衰中细胞质蛋白合成能力看似有增强的情况，但线粒体中出现了因线粒体核糖体功能受损导致的呼吸链关键蛋白的合成降低，该过程发生在脓毒症早期（6h）,这与临床患者的心功能恶化的趋势一致。以上结果表明了线粒体功能障碍是脓毒症心肌损伤的主要机制。. 以上研究结果为脓毒症心肌损伤的分子机制提供了丰富有力的实验依据，对脓毒症心肌损伤的早诊断、早治疗和新药开发等提供了新策略。