αB-Crystallin在热应激导致心肌细胞非特异性损伤中的保护作用及其分子机制

Heat stress could induce non-specific myocardium damage even sudden death in livestock. Several factors could induce injury of animal heart. Such as the cytockeleton of cardium was destroyed, inhibition of cell proliferation, cell apoptosis, disruption of calcium homeostasis etc. Small heat shock protein αB-Crystallin acts as moleculer chaperone may involve in above mentioned pathological process to protecting myocardium when subjected to heat shock. In this study, gene clone and RNA interference will be firstly used for selecting stable over expression and low expression αB-Crystallin myocardial cell lines. Then several detection indices（cytoskeleton, cell recovery, calcium homeostasis, apoptosis cascades etc.）will be detected by using Flow cytometer and confocal microscope et al. According to above comparative study, the mechanism of αB-Crystallin in heat stressed myocardium will be investigated. Besides, the interaction between αB-Crystallin and Hsp27 will be detected by co-immunoprecipitation. Further, whether regulation factors HSFs could regulate αB-Crystallin gene will be tested by using Chromatin Immunoprecipitation(CHIP). After synthesizing all the data based on above experiments, the protective role and regulation of αB-Crystallin will be well and truly investigated. The results will lead the clinical pharmacy when livestock being subjected to heat stress.

热应激会导致畜禽发生非特异性心脏损伤（细胞骨架破坏、细胞增殖停滞、细胞凋亡以及细胞内外钙离子稳态失衡）而发生猝死。小热休克蛋白αB-Crystallin是主要定位于细胞骨架中的分子伴侣，与上述损伤所处的通路密不可分。本项目通过真核表达及RNA干扰，分别建立稳定过表达和抑制表达αB-Crystallin的心肌细胞系，并从细胞损伤、细胞修复、细胞内外钙离子稳态、细胞凋亡通路等方面对αB-Crystallin保护心肌细胞的功能进行比较研究；用免疫共沉淀方法，研究αB-Crystallin 与Hsp27及desmin之间的蛋白互作机制；用染色质共沉淀的方法，揭示HSFs与αB-Crystallin之间的调控关系。通过对αB-Crystallin保护心肌细胞功能及其分子机制的全面研究，为解决因热应激导致的机体损伤及生产损失提供理论支持。

热应激会导致畜禽发生非特异性心脏损伤（细胞骨架破坏、细胞增殖停滞、细胞凋亡以及细胞内外钙离子稳态失衡）而发生猝死。哺乳动物细胞在受到热应激时会上调相关功能蛋白基因水平从而上调热休克蛋白（Heat Shock Protein，HSPs）的水平来增强细胞耐热性以及存活率。热应激会诱导细胞内许多基因水平上调（多数是HSPs 基因），这些HSPs基因在细胞应激反应中发挥重要的调节功能。Hsps具有维持细胞蛋白自稳的作用，它们作为细胞内某些功能蛋白的分子伴侣（chaperones），在肽链的折叠和伸展、聚合和解聚、变性蛋白的降解和清除中发挥重要作用。在热休克蛋白家族中，与细胞骨架结构关系最密切的蛋白是来自小分子热休克蛋白家族中的αB-Crystallin。αB-Crystallin在正常以及应激状态下的心脏中表达，其保守的α晶体蛋白结构域（α crystalline domain）应激状态下会参与细胞形态的重整如参与细胞骨架的重排以及稳定细胞膜。其结构中的不太保守的N端域能够调节低聚反应，在应激中会形成大分子复合物从而参与发挥其伴侣活性。小热休克蛋白αB-Crystallin是主要定位于细胞骨架中的分子伴侣，与上述损伤所处的通路密不可分。本项目从维持心肌细胞形态的角度先对αB-Crystallin的保护机制进行深入研究；尽可能全面地从细胞损伤后修复、氧化应激、细胞凋亡、细胞骨架、蛋白互作等方面综合探讨αB-Crystallin的分子机制。发现过表达αB-Crystallin可以减轻体内外鸡心肌细胞的损伤。以此理论为基础，我们筛选出迷迭香提取物、Vc-Na溶液、辅酶Q10等天然产物，发现这些天然产物可以通过诱导αB-Crystallin以及Hsp70 来起到抵抗热应激的效果。