Mst1/Beclin1信号通路在高血压心肌损伤中的作用及机制研究

Studies have shown that apoptosis of microvascular endothelial cells is an important cause of hypertension; abnormal autophagy can cause myocardial cell apoptosis and result in myocardial injury;Mst1 is a protein kinase that is activated during cardiomyocyte apoptosis. Our previous study found that inhibiting Mst1 can up-regulate the expression of autophagy in the myocardium of hypertensive mice, restrain myocardial apoptosis and myocardial injury,improve cardiac function.Mst1 can directly inhibit the Beclin1. It is not clear which the mechanism of autophagy and Mst1/Beclin1 signaling pathway in myocardial microvascular injury of hypertensive.Therefore, this project is from the forward(Mst1 overexpression、Mst1 adenovirus transfected cells) and reverse(Mst1 knockout、Mst1 shRNA intervening cells) through the levels of animal model (build transgenic hypertensive mouse model) and the cell level (mouse primary myocardial microvascular endothelial cells) ) to clear the injury mechanism of Mst1 gene upregulation and down-regulation for myocardial and myocardial microvascular endothelial cell in hypertension,for the diagnosis and treatment of hypertensive myocardial damage provide new ideas and new targets.

研究表明微血管内皮细胞凋亡增加是导致高血压的重要原因。自噬与调亡两者关系紧密；自噬异常可使心肌细胞凋亡增加致心肌损伤。Mst1是一种在心肌细胞凋亡过程中激活的蛋白激酶。本课题前期研究发现通过抑制Mst1能够上调高血压小鼠心肌组织中自噬表达，抑制心肌调亡和心肌损伤，改善心脏功能。Mst1可以直接抑制Beclin1活性；关于心肌微血管内皮细胞自噬和Mst1/Beclin1信号通路在高血压心肌微血管损伤发展的直接作用机制并不清楚。故本项目拟从动物模型水平（构建转基因高血压小鼠模型）和细胞水平(小鼠原代心肌微血管内皮细胞）两个层面，从正向（Mst1基因过表达和Mst1腺病毒转染干预细胞）和反向（Mst1基因敲除、Mst1 shRNA干预细胞）实验手段，明确自噬在高血压心肌微血管损伤中的作用以及Mst1基因上调和下调对高血压心肌和心肌微血管细胞的损伤机制，为高血压病心肌损伤诊治提供新思路和新靶点。

研究背景：微血管内皮细胞凋亡增加是导致高血压病的重要原因。自噬和调亡密切相关。许多心血管疾病（例如糖尿病心肌病、动脉粥样硬化、心绞痛和缺血/再灌注损伤）的发生发展与心肌微血管内皮细胞的损伤密切相关。然而高血压病心肌微血管损伤的机制仍不清楚。研究内容：1.通过构建转基因小鼠高血压模型和高血压细胞模型，明确在Mst1基因敲除的情况下对高血压心肌和心肌微血管的影响及其心肌微血管内皮细胞自噬水平的变化。2.明确Mst1基因过表达的情况下对心肌微血管内皮细胞自噬水平的变化。3.明确Mst1/Beclin1信号通路对高血压心肌微血管内皮细胞的损伤机制。研究结果：1.Mst1基因敲除能够减轻高血压心肌炎症反应和氧化应激水平，降低高血压模型造成的心肌损伤状况，减轻心肌病理损伤及凋亡，改善高血压小鼠心肌微血管内皮连接的完整性。2.Mst1基因敲除可以上调心肌微血管内皮细胞的自噬水平,降低p62的聚集,促进细胞自噬小体的生成,抑制高血压状态下心肌微血管内皮细胞的凋亡,并且能够改善心肌微血管内皮细胞的线粒体膜电位水平。3.过表达Mst1基因能够下调心肌微血管内皮细胞中LC3的表达,增加细胞中p62的聚集,抑制心肌微血管内皮细胞中自噬小体的生成,降低心肌微血管内皮细胞线粒体膜电位，增加高血压状态下心肌微血管内皮细胞凋亡水平。研究意义：1.Mst1基因敲除能够改善高血压小鼠心肌重构，减轻心肌炎症反应和氧化应激水平，减轻心肌病理损伤及凋亡。2.Mst1基因沉默能够改善高血压小鼠心肌微血管内皮连接的完整性，抑制心肌微血管内皮细胞凋亡，改善心肌微血管内皮细胞线粒体膜电位水平；抑制Mst1基因表达可以上调高血压小鼠心肌和心肌微血管内皮细胞自噬水平，Beclin1蛋白的表达增多，促进LC3表达，抑制p62表达，促进心肌微血管内皮细胞自噬小体的生成。3.Mst1过表达能够抑制高血压状态下心肌微血管内皮细胞自噬水平，加重心肌细胞凋亡和线粒体损伤。Mst1/Beclin1信号通路介导的自噬在高血压心肌损伤中起着重要的作用。