心脏缺血预适应中microRNA-145调控ROCK-1的分子机制研究

Ischemia/reperfusion injury involved in the clinical practice such as reperfusion myocardial infarction after coronary artery stent implantation. Ischemic preconditioning (IPC) has been exploited as a powerful endogenous form of cardioprotection. Recent studies have demonstrated that ROCK has been proposed to play an important role in the pathogenesis of I/R injury. ROCK activity increased in I/R and reversed in IPC. MiRNAs are also found to be associated with I/R injury and IPC. In this study, We establish IPC and I/R model in vivo and vitro. We will investigate whether ROCK-1 is the major Rho-kinase in I/R injury. Further we will demonstrate the effect of microRNA-145 on ROCK-1 in heart ischemic preconditioning. This may provide new treatment possibilities for patients suffering coronary heart diseases in the future.

缺血性心脏病尤其是急性心肌梗死是危害人类健康最重要的疾病之一，心肌缺血再灌注损伤(I/R)更发生在血管再通后。心肌缺血预适应(IPC)被认为是保护心肌I/R损伤最重要的内源性机制。研究发现，microRNA和ROCK（Rho激酶）均参与了心肌I/R。在心脏I/R中ROCK活性明显增加，加重了心脏的损伤，但具体到ROCK-1和ROCK-2在I/R中的作用尚未明确。在本研究中，我们拟通过建立体内外心肌I/R和IPC模型，进一步明确：（1）ROCK-1而不是ROCK-2在心肌I/R损伤中起关键性的作用；（2）心肌IPC中，miRNA-145参与调节ROCK-1引起的损伤，过表达miRNA-145可以降低心脏I/R中ROCK-1的活性及其表达，从而减轻心脏I/R损伤，并进一步检测相关炎性因子如NF-κB、ICAM-1、MMP-9、COX-2的表达，以探讨心脏I/R的细胞分子机制，寻找治疗的新策略。

该项目原计划通过建立体内外心肌缺血再灌注(I/R)和心肌缺血预适应(IPC) 模型，从蛋白基因水平阐明miRNA-145-5p和ROCK-1（Rho激酶）在其中的作用机制，以进一步探讨心脏I/R和IPC的作用机制。在获得国家青年科学基金项目资助后，该项目进展顺利，于2019年发表SCI论文2篇，接收1篇，待发表1篇，明确了在IPC中miRNA-145-5p可通过直接作用靶基因ROCK-1减轻心肌I/R损伤。. 本课题采用体外实验和动物体内研究相结合的方法，运用生物信息学、蛋白质生物化学、细胞生物学等方法与技术，通过基因干预，对miRNA-145-5p调控 ROCK-1基因进行了初步研究。首先我们应用 TargetScan软件分析发现，miRNA-145-5p所作用的靶基因中包括ROCK-1。我们发现，在I/R中，ROCK-1表达增加，而miRNA-145-5p表达下降；但在IPC中，ROCK-1表达降低，而miRNA-145-5p表达增加；过表达miRNA-145-5p在降低ROCK-1的同时，可明显降低I/R所致的心肌细胞损伤；下调miRNA-145-5p水平则可导致心肌细胞损伤增加和ROCK-1表达增加。为了进一步验证我们的结果，我们进行双荧光素酶验证实验，明确ROCK-1为miRNA-145-5p的靶基因。. 综合上述研究结果，本课题为探讨心脏I/R和IPC的作用机制奠定了坚实的工作基础。同时对于microRNAs在心脏I/R的作用提供了重要启示，我们接下来将进一步研究lncRNAs和microRNAs在心脏I/R和IPC的调控关系。项目资助发表SCI论文2篇，接收1篇，待发表1篇；培养硕士研究生2名，均已取得硕士学位；项目投入经费17.5万元，支出11.4397万元，各项支出均与预算相符，剩余经费6.0603万元，剩余经费计划用于本项目研究后续支出。