cTnI自身抗体活化PTEN/PI3K-Akt1/Pim-1通路促进心肌梗死后心功能损害的机制研究

We and other researchers have found higher incidence of left ventricular enlargement and heart failure, therefore poorer prognosis in those AMI patients with positive cardiac troponin I autoantibodies (cTnIAb). Until now, there is no studies have been reported about whether a causal relationship exists between cTnIAb and myocardial remodeling, the potential pathological mechanisms are also undiscovered. We hypothesized that the cTnIAb could bind troponin I expressed on the myocardial membrane surface, activate PTEN/PI3K-Akt1/Pim-1 signaling transduction pathway and thus promote myocardial remodeling. We would firstly identify weather monoclonal antibodies to cTnI could stain the surface of cardiomyocytes, inducing myocardial cell proliferation, apoptosis, chronic stimulation of Ca2+ influx in cardiomyocytes, cardiac myocyte hypertrophy changes and the expression and phosphorylation of proteins in PTEN singal pathway. To confirm whether cTnIAb can interact with PTEN directly, an luciferase reporter system will be constructed. Finally, a therapeutic study will be performed in rat AMI model where PTEN is inhibited or overexpressed together with the existence of cTnIAb, and the recovery of heart function after myocardial infarction will be concerned. Findings in this study will help clarify the potential mechanisms involved in disease progression after AMI with cTnI autoantibodies, and will help explore new therapeutic targets.

我们和其他研究者均发现心肌肌钙蛋白I自身抗体（cTnIAb）阳性AMI患者，左室扩大、心力衰竭发生率高，预后较差。cTnIAb与AMI后心室重构是否存在直接因果关系、其中病理机制等均未见研究报道。我们提出cTnIAb与心肌细胞膜cTnI结合，激活PTEN/PI3K-Akt1/Pim-1通路，促进心肌细胞重构发生发展的假说。本课题拟先明确cTnIAb与心肌细胞膜cTnI结合是否引起心肌细胞增殖、凋亡、钙流、心肌细胞肥大等变化；PTEN通路相关蛋白表达和磷酸化改变；继而通过荧光素酶报告系统证实cTnIAb与膜表达cTnI结合是否可以直接激活PTEN途径；最后以大鼠AMI为模型，体内输注cTnI单抗和抑制或过表达PTEN，研究调控PTEN通路对心肌梗死后心脏功能恢复的治疗作用。研究结果有助于阐明cTnI自身抗体参与AMI后疾病进展的潜在机制，为提高AMI患者远期生存率寻求新治疗靶标进行实践探索。

许多心血管疾病最终结果是心室重构和心力衰竭，自身免疫作用是促进持续心肌免疫炎症、心肌纤维化和病理性重构的重要因素，但其病理生理机制不明了。多种心脏疾病患者外周血中均存在cTnIAAb。cTnIAAb可能通过与心肌细胞膜上cTnI样分子结合而引起心脏收缩功能障碍。但是cTnIAAb通过何种机制引起心脏功能损伤仍不清楚。本研究中1、跟踪评价ACS患者cTnIAAb和左室重构之间的关系，并获取发生左室重构的cTnIAAb阳性ACS患者血清。2、纯化获得人cTnIAAb，研究其cTnI结合特异性。3、采用体外实验的策略，研究cTnIAAb与原代SD大鼠乳鼠心肌细胞共培养后出现肥大、凋亡和自噬状态的变化。4、选择能替代cTnIAAb的cTnImAb完成后续研究，并探讨cTnImAb结合的心肌细胞膜蛋白性质。5、明确cTnImAb N1能否重现cTnIAAb致心肌细胞病理变化作用。6、使用cTnImAb N1研究其在动物体内引起心脏功能障碍和心肌组织的病理及相关信号通路改变。结果为1、cTnIAAb是ACS患者发生心肌损伤后心室重构的独立危险因素之一。2、从发生左室重构的cTnIAAb阳性ACS患者血清中纯化得到的cTnIAAb可以特异性识别人、大鼠、小鼠心肌cTnI，并与大鼠乳鼠心肌细胞膜某个蛋白相结合而引起原代心肌细胞凋亡增加。3、cTnIAAb中针对cTnI的N端a.a.r.26-49位的cTnImAb N1是其主要组成部分。cTnImAb N1与心肌细胞膜结合的膜蛋白是α-enolase而不是cTnI，并通过与α-enolase结合在心肌细胞膜上，引起心肌细胞α-enolase表达升高、PTEN-Akt信号通路激活，PTEN Ser380磷酸化增强，Akt Thr308位磷酸化减弱，时间依赖性和浓度依赖性的凋亡增加。4、当采用si-RNA技术沉默心肌细胞的α-enolase，可以纠正PTEN-Akt信号通路激活和改善心肌细胞凋亡现象。5、接受cTnImAb N1（a.a.r.26-49）注射的Balb/c小鼠模型会发生心肌组织α-enolase表达增加、非炎性代偿性胶原沉积增加、心外膜钙化斑块形成和心脏收缩功能障碍，PTEN-Akt信号通路激活。本结果是自身免疫性心脏病发病机理的重要发现，同时也给临床干预治疗自身免疫性心脏病和改善心肌损伤提供了思路和作用靶点。