中文摘要：

老年人心脏病死亡率高于年轻人，这与老年人心肌抗损伤能力下降有关。心肌缺血导致ATP耗竭和AMP积累，后者可激活AMPK。AMPK是细胞胁迫应答的核心，它调控心肌葡萄糖和脂肪酸的吸收、贮存及应用，可在缺血情况下调节ATP合成以弥补缺血造成的ATP耗竭。申请人发现，衰老伴随着MIF-AMPK信号级联放大作用减弱，导致老年个体易遭缺血性损伤。因此提出假说衰老伴随着心肌细胞在胁迫条件下调节能量代谢能力的减弱，结果影响了对缺血性损伤的耐受能力。本申请课题以野生型和MIF、CD74基因突变型C57BL/6小鼠为研究对象，选择4-6月龄的成年鼠和24-26月龄的老年鼠，从如下两个方面验证这一假说1）衰老心脏在缺血再灌胁迫下，底物代谢是否受到了损害；2）衰老心脏MIF-AMPK信号受损对底物代谢调控和心功能障碍的作用。结果还有助于阐明创伤休克、外科手术、器官移植、烧伤、冻伤和血栓等相关循环障碍的机制。

结论摘要：

巨噬细胞迁移抑制因子（MIF）可以通过通过激活AMP活化蛋白激酶（AMPK）对缺血心肌起到保护作用。老年人患心肌缺血性疾病的频率显著高于年轻人，而且，老年患者的死亡率也大大高于年轻患者。我们的研究结果显示随着年龄的增加，心脏内AMP活化蛋白激酶（AMPK）信号通路对胁迫逆境条件下的适应调节能力下降。与年轻小鼠比较，老年小鼠心脏对缺血条件下AMPK的活化显著低于年轻小鼠心脏。我们的研究还发现，老年小鼠心脏中AMPK的上游调节因子MIF的表达和分泌均显著低于年轻小鼠心脏。MIF敲除小鼠心脏中缺血诱导的AMPK的活化强度显著低于野生型小鼠，导致MIF敲除小鼠心脏在缺血再灌注条件下的收缩功能明显比野生型小鼠心脏弱。进一步的研究证实，老龄化受损MIF-AMPK的活化反应可以归因于在低氧诱导因子1α的缺失，从而这个MIF转录因子的缺陷引发整个心脏MIF-AMPK信号通路随着年龄的老化逐渐出现衰竭。在临床应用方面，针对心肌缺氧诱导因子1α和MIF表达水平随着年龄的增加逐渐降低的事实，并且证实这是导致老年心脏抵御心肌缺血性损伤的一个重要原因，有望找到提高老年人抵抗心梗疾病的有效措施和策略。值得注意的是，我们设计出小分子化合物可以增加MIF对其受体的亲和力。我们的研究发现，小分子MIF激动剂，MIF20，不但明显增强心脏AMPK的磷酸化，而且增加了50％的葡萄糖转运体转移到心肌细胞的表面，研究证实MIF20对心肌细胞葡萄糖的摄取增加了25％。在小鼠心脏离体灌流实验中加入小分子MIF20，可以显著增加心脏对葡萄糖的摄取并明显改善局部缺血后左心室的收缩功能。但是，小分子MIF20对MIF敲除小鼠的心脏和MIF受体敲除小鼠的心脏都不表现出对缺血再灌注损伤的保护作用，说明MIF20对于MIF依赖性的AMPK信号传导的特异性。 小鼠体内注射MIF20后也很明显表现出对小鼠心梗的保护作用。因此，小分子MIF激动剂在提高AMPK的活化，减少心肌缺血性损伤的药理效用可能用于提高老年人低于心肌缺血性疾病的有效手段。