心肌鉚定重復(fù)序列蛋白(CARP)對心肌肥厚保護(hù)功能與分子機制.pdf

1、心肌肥厚作為心臟應(yīng)對負(fù)荷增加的一種適應(yīng)性反應(yīng)，在心肌肥厚早期發(fā)揮了有益的代償效應(yīng)，但持續(xù)的心肌肥厚是有害的，會引起擴(kuò)張性心肌病，并可能導(dǎo)致突然死亡；隨著心臟功能的進(jìn)一步惡化，會轉(zhuǎn)變成心力衰竭。抑制心肌肥厚，對防止心力衰竭的發(fā)生、改善心臟功能具有重要作用。
　　 心肌鉚定重復(fù)序列蛋白(CardiacAnkyrinRepeatProtein，CARP)在小鼠胚胎E8.5天的心臟中開始表達(dá)，胚胎期表達(dá)較多，出生后和成年期維持在一個較低

2、的表達(dá)水平。但多種引起心肌肥厚的藥物、心肌缺血、機械牽拉、壓力負(fù)荷等均可誘導(dǎo)CARP表達(dá)增加，提示CARP蛋白的誘導(dǎo)表達(dá)可能是心臟對外界環(huán)境刺激的一種適應(yīng)性反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)CARP可以抑制ANF等心臟表達(dá)基因的轉(zhuǎn)錄活性，提示CARP可能對心肌肥厚具有一定的調(diào)節(jié)作用，但有關(guān)CARP與心肌肥厚之間的確切關(guān)系，在整體動物水平上CARP是否可以抑制心肌肥厚，至今仍未見報道。
　　 本研究首先在大鼠原代心肌細(xì)胞中利用腺病毒載體過表達(dá)CARP

3、蛋白，通過分析心肌細(xì)胞面積和心肌肥大marker基因ANP、Myh7以及Actal表達(dá)發(fā)現(xiàn)，CARP可以部分抑制苯腎上腺素(phenylephrine,PE)誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞面積增加和胚胎基因表達(dá)，提示CARP對PE誘導(dǎo)的心肌肥大具有部分抑制作用。
　　 為了在整體動物水平上探討CARP蛋白和心肌肥厚之間的關(guān)系，我們將小鼠CARP全長cDNA序列與α-MHC啟動子連接，通過顯微注射受精卵制備了心臟特異性表達(dá)CARP蛋白的轉(zhuǎn)基因小鼠

4、。在正常生長狀況下，轉(zhuǎn)基因小鼠和野生型小鼠在HW/BW和心臟功能等方面沒有發(fā)現(xiàn)顯著差異。但是，在使用異丙腎上腺素(isoproterenol，ISO)或壓力負(fù)荷（升主動脈縮窄，TAC）誘導(dǎo)心肌肥厚后，發(fā)現(xiàn)CARP轉(zhuǎn)基因小鼠對ISO或TAC誘導(dǎo)的心肌肥厚都具有部分抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過ISO或者TAC誘導(dǎo)后，心臟HW/BW和HW/TL比值的增加在CARP轉(zhuǎn)基因小鼠中被部分抑制，超聲檢測也顯示ISO或TAC誘導(dǎo)的心肌肥厚被部分抑制。同時I

5、SO或TAC誘導(dǎo)的ANP、Myh7和Acta1等基因的表達(dá)，在CARP轉(zhuǎn)基因小鼠中也出現(xiàn)部分抑制。并且TAC誘導(dǎo)后，CARP轉(zhuǎn)基因小鼠與野生型小鼠相比，前者具有更好的心臟功能，心肌纖維化程度在CARP轉(zhuǎn)基因小鼠中也出現(xiàn)相對降低。以上結(jié)果表明CARP轉(zhuǎn)基因小鼠可以部分抑制ISO或者TAC誘導(dǎo)的心肌肥厚。
　　 為了更進(jìn)一步揭示CARP抑制心肌肥厚的分子機制，我們對經(jīng)過4周TAC誘導(dǎo)后CARP轉(zhuǎn)基因小鼠和野生型小鼠心臟的mRNA表達(dá)

6、進(jìn)行了基因芯片檢測。分析發(fā)現(xiàn)，TAC誘導(dǎo)后，相對于野生型小鼠，轉(zhuǎn)基因小鼠心臟中趨化因子、細(xì)胞外基質(zhì)、炎癥因子、細(xì)胞膜離子通過蛋白等基因的表達(dá)水平都發(fā)生了變化，同時我們還發(fā)現(xiàn)與脂肪及糖代謝的相關(guān)信號通路、TGF-β信號通路、MAPK信號通路、G蛋白信號通路相關(guān)基因的表達(dá)，也發(fā)生顯著變化。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)CARP可以抑制TAC誘導(dǎo)的TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3的表達(dá)，并進(jìn)一步降低Smad3的磷酸化水平，顯示CARP可能通過