特定mir-RNAs在硫化氢抗心肌细胞凋亡过程中的功能与机制

心肌缺血再灌注损伤是影响心脏手术预后的重要因素。近期研究发现，新型气体信号分子硫化氢对心肌缺血再灌注(I/R)损伤有保护作用，但机制不清，可能与干预凋亡相关基因的表达有关，而近年发现的miRNA可在转录后水平调控凋亡相关基因。我们的研究发现，I/R的心肌细胞miRNA-1的表达及其下游凋亡相关靶基因BCL-2、靶蛋白BCL2的表达对硫氢化钠存在显著相关性。本项目在原有的研究基础上，采用生物信息学方法和双萤光报告基因系统，从凋亡相关基因中筛选、确认相关miRNA调控的靶基因，分别在细胞和整体心脏水平上调/下调miRNA，观察其对相应靶基因表达的调节作用及对心肌细胞凋亡和心脏功能的影响，阐明硫化氢是否通过调控miRNA干预凋亡相关靶基因的表达以减少心肌I/R损伤后细胞凋亡，并进一步揭示硫化氢心肌保护机制，为临床心肌保护提供新的思路和治疗靶点。

本项目建立了SD大鼠在体心肌组织缺血再灌注（IR）和离体心肌细胞缺氧复氧（HR）损伤模型。采用在体大鼠腹腔注射NaHS溶液，离体细胞更换含NaHS培养液的方法给予H2S预处理，分别检测在体心肌梗死面积、细胞凋亡率，离体心肌细胞活力、LDH漏出量、细胞凋亡率等，明确外源性H2S对心肌的保护作用。研究表明，与对照组比较，HR处理后细胞活力显著降低，LDH漏出量显著增加。与HR组比较，H2S预处理组细胞活力明显增加，LDH漏出量明显减少，且呈浓度梯度改变，在30-50M时增加最为明显。H2S预处理可减少在体心肌的梗死面积和凋亡率。以上表明H2S对IR/HR损伤心肌细胞具有保护作用，能显著抑制心肌细胞凋亡。.采用microRNA (miR)探针法筛选出IR组和H2S组之间表达明显差异的miR，包括（miR-1，miR-455，miR-133，miR-378等），发现H2S可以浓度梯度依赖性的下调miR-1的表达，同时，上调抑凋亡基因Bcl-2的表达。采用生物信息学研究发现miR-1的下游靶基因可能包括Bcl-2。转染miR-1模拟剂mimic、拮抗剂AMO-1进一步确认Bcl-2是miR-1的下游靶基因。转染miR-1 mimic及转染Bcl-2干扰片段siRNA后，可部分减少H2S的心肌保护作用，提示miR-1—Bcl-2信号通路参与或参与了H2S对IR心肌的保护作用。.本研究还发现，H2S预处理可下调miR-455的表达并下调ERS介导细胞凋亡信号通路的标志物葡萄糖调节蛋白78(Grp78)和caspase-12的mRNA、蛋白的表达。为检测miR-455是否参与H2S抑制ERS介导的细胞凋亡，分别将miR-455模拟剂、拮抗剂转染心肌细胞，结果表明，转染miR-455模拟剂后，Grp78、caspase-12表达显著上调；而转染拮抗剂后则显著下调，表明H2S可通过调节miR-455表达水平减少HR损伤心肌细胞的ERS介导的细胞凋亡，发挥心肌保护作用。.本项目从miRNA转录后调控这一新角度阐述H2S对心肌I/R损伤的保护机制，建立并完善一套能在心肌细胞水平和动物心脏水平有效调控miRNA的技术平台。.以上研究结果已发表SCI论文一篇（IF 2.506），国内核心期刊论文一篇，培养博士研究生1名，团队中2人获得中华医学会厄尔.巴肯奖学金。