核转录因子E47与心肌纤维化的关系及其信号通路研究

心肌纤维化是许多心血管疾病演变的一个病理过程，但心肌成纤维细胞的来源仍存在许多疑问。我们前期研究结果显示，大鼠心肌缺血/再灌后4周即可出现心肌纤维化重构；并且用转录因子活性谱芯片筛选到心肌细胞在缺氧/复氧后可引起核转录因子E47活性上调。E47在上皮细胞中过表达可导致上皮细胞转化为肌成纤维细胞。我们观察到心肌细胞在缺氧/复氧后，肌成纤维细胞标志物α-SMA也有表达升高。故提出假说，心肌在缺氧/复氧的刺激下，激活转录因子E47的表达，进而启动下游基因表达，促使心肌细胞向肌成纤维细胞转化，主动参与心肌组织的纤维化进程。本课题拟在心肌细胞缺氧/复氧和在体动物心脏缺血/再灌模型上，验证转录因子E47高表达与促心肌细胞向肌成纤维细胞转化的关系，并探讨心肌缺血/再灌引起E47高表达的信号传导通路。为缺血性心脏病所致心肌纤维化的机制提供一种新的见解，也为缺血性心脏病所致心肌纤维化的治疗提供一种新的思路。

我们前期研究结果显示，大鼠心肌缺血/再灌后4 周即可出现心肌纤维化重构；并且用转录因子活性谱芯片筛选到心肌细胞在缺氧/复氧后可引起核转录因子E47 活性上调。E47是E2A 基因编码的两个不同的bHLH（basic helix-loop-helix）转录因子（E12 和E47）之一，可特异性结合于α平滑肌肌动蛋白（α-smooth muscle actin, α-SMA）基因启动子上的E-box，诱导其表达，进而引起细胞成肌纤维母细胞样变。E47 在上皮细胞中过表达可导致上皮细胞转化为肌成纤维细胞。故提出假说，心肌在缺氧/复氧的刺激下，激活转录因子E47 的表达，进而启动下游基因表达，促使心肌细胞向肌成纤维细胞转化，主动参与心肌组织的纤维化进程。我们在培养新生大鼠心肌细胞、H9c2心肌细胞株和在体动物模型上通过Western-blot和定量PCR实验确认了缺氧/复氧（hypoxia/reperfusion, H/R）或缺血/再灌注（ischemia/reperfusion, I/R）可引起核转录因子E47出现高表达。但下游基因α-SMA 的表达却不增高，并经EMSA凝胶电泳迁移率实验（electrophoretic mobility shift assay，EMSA）和转染E47高表达以确认。表明核转录因子E47的功能在不同组织有所不同。为此，我们探讨了H9c2心肌细胞在缺氧时抑制转化生长因子(TGF)-β1诱导表型转变的机制。TGF-β1可以诱导心肌细胞株H9c2中E47和α-SMA表达增高。缺氧可以通过上调TGF-β1继而上调E47的表达，却不能诱导E47的磷酸化和α-SMA表达增高。缺氧还可以抑制外源性TGF-β1重组蛋白诱导的α-SMA高表达，这个机制可能是缺氧通过抑制TGF-β1下游信号通路蛋白p-Smad2/3、 p-RhoA和上调p-ERK来发挥作用的。