基于PI3K-AKT通路探讨lncRNA在大蒜素减轻心肌再灌注损伤的作用与分子机制

Myocardial ischemic/reperfusion (I/R) injury affects the infarction size, and the long-term prognosis. Our previous study showed that Garlicin could exert the cardial protection after I/R by adjusting mitochondrial permeability transition pore (MPTP) via PI3K-AKT signaling pathway, lowering inflammation and oxidative stress reaction. LncRNA takes part in the occurrence, development and prognosis of vascular diseases by specific regulation effect. LncRNA MALAT1 could affect the function of PI3K-AKT signaling pathway. The adjustment between MALAT1 and PI3K-AKT and the specific intervene sites and mechanisms of Garlicin have not been illustrated. Hence, we propose the hypothesis: Garlicin may exert the myocardial protecting effect after I/R by adjusting PI3K-AKT/MPTP on the basis of lncRNA MALAT1. In this study, we aim to explore the molecular mechanism of Garlicin on ameliorating myocardial reperfusion injury through different perspectives, and illustrate the effective mechanisms and specific intervene sites of Garlicin by MALAT1/PI3K-AKT/MPTP adjusting axis. In that can we provide evidence for the timely use of Garlicin in myocardial infarction and new theory basis and method for traditional Chinese medicine treating I/R.

心肌缺血/再灌注（I/R）损伤影响心梗面积，并最终影响远期预后。课题组前期研究证实大蒜素可通过PI3K-AKT通路调节线粒体通透性转换孔（MPTP）开放、降低炎症及氧化应激反应，发挥I/R后心肌保护作用。LncRNA可通过特异性调控作用，广泛参与心血管疾病发生、发展及预后转归，其中lncRNA MALAT1可影响PI3K-AKT通路的功能。目前MALAT1与PI3K-AKT之间的调控作用以及大蒜素具体干预位点、作用方式仍未阐明。据此提出假说：大蒜素可能以MALAT1作为启动因子调控PI3K-AKT/线粒体功能，发挥I/R后心肌保护作用。本课题拟从基因、分子、细胞、组织及器官多层次揭示大蒜素减轻心肌再灌注损伤的分子机制；通过MALAT1/PI3K-AKT/线粒体调节轴阐明大蒜素的疗效机制与具体作用靶点，为大蒜素在急性心梗治疗提供证据，并为中医药治疗心肌I/R损伤提供新的理论依据与治疗方法。

缺血/再灌注损伤是影响急性心肌梗死再灌注治疗预后的重要因素之一。采取有效措施减轻炎症反应，促进血管生成，抑制细胞凋亡，激活内源性心肌保护通路，是减轻心肌细胞缺血/再灌注损伤发生的重要途径。本课题组通过建立实验动物缺血/再灌注模型，应用压力导管和超声心动图观察大蒜素对缺血再灌注损伤时血流动力学变化和心脏结构及功能的作用，采用马松染色、免疫荧光染色法检测各组小鼠心肌纤维化面积、血管新生数目、炎症因子等变化变化。采用Western-blotting法检测各组心肌组织中炎症和血管生成相关蛋白，以及细胞凋亡相关因子和线粒体功能调节相关因子的变化。培养乳鼠心肌细胞，建立缺氧/再灌注模型，采用TUNEL技术区分正常细胞与凋亡细胞，利用免疫荧光染色检测大蒜素对血管生成相关因子表达的影响，分别使用PI3K抑制剂及pan-PLC 激动剂分别干预两条信号通路，分析大蒜素对炎症、血管生成、线粒体功能调节等功能影响的分子机制。研究发现大蒜素可以减少心肌梗死面积，促进血管生成，抑制细胞凋亡，减轻细胞内炎症水平。大蒜素干预能够影响多种生物进程、细胞成分、分子功能及信号通路，差异表达的非编码RNA可能充当其媒介。对线粒体功能调控相关检测分析发现，大蒜素参与了大蒜素对心肌细胞内Ca 2+ 离子超载的抑制作用，从而发挥心肌保护作用减轻心肌细胞线粒体损伤。进一步研究发现，大蒜素至少部分通过 PI3K/AKT 和GRK2/PLC-γ/IP3R途径减轻炎症反应、促进血管生成、抑制细胞凋亡、改善细胞活性。初步阐述大蒜素后适应防治心肌缺血/再灌注损伤的作用及其机制，为急性心肌梗死患者再灌注治疗及改善患者预后提供全新的干预手段和坚实的理论依据。