组蛋白去乙酰化酶(HDAC)参与心肌肥厚及心衰的信号转导。研究表明HDAC抑制剂(HDACi) TSA和VAL部分逆转心室肥厚,但我们前期工作却发现另外两种抑制剂PBA 与BS加重了压力负荷所致心室重构和心衰,并增加死亡率。我们推测"某(些)HDAC亚型或转录因子是调控心衰的关键因素,不同HDACi可能通过选择性的调控候选HDAC和/或转录因子而双向调控心衰"。本课题拟在小鼠压力负荷模型中观察PBA、BS、VAL及TSA干预后心室重构及心功能各项指标的变化,检测HDACi对各亚型活性的抑制作用,筛选出被差异调控的HDAC。并在离体实验中分别过表达或用RNAi技术干扰候选HDAC后,观察大鼠心肌细胞肥大各项指标的变化。同时还将检测HDACi干预对转录因子MEF2的mRNA、蛋白水平以及转录活性的影响。本课题将阐明HDACi双向调控心衰的机制,发现调控心衰的关键HDAC,为心衰治疗提供新靶点。
heart failure;histone deacetylases;histone deacetylase inhibitors;signal transduction;
组蛋白去乙酰化酶(HDAC)参与心肌肥厚的信号转导。研究表明HDAC抑制剂(HDACis) TSA和VAL可逆转心室肥厚,但我们前期工作却发现另外两种HDACis PBA与BS加重了压力负荷所致心室重构和心衰,并增加死亡率。其具体机制尚不清楚。为了观察不同HDACis对心室肥厚的调控效应及作用机制,我们做了以下研究。小鼠施行主动脉缩窄术(TAC)后,出现心肌肥厚、肺脏淤血、细胞面积增大、射血分数和短轴缩短率降低以及左室内径增大。颈动脉插管测压结果显示左室收缩末期和舒张末期压力增加,收缩指数下降。ANP和BNP的mRNA和蛋白表达水平增加。TSA和VAL干预后上述心室重构和心衰指标明显好转,而PBA和BS干预则进一步加重心衰,且死亡率增加。在原代培养乳鼠心肌细胞中,分别给予AngII及不同浓度的HDACis预处理细胞。PBA和BS预处理进一步扩大了AngII引起的心肌细胞面积增加、蛋白合成速率增加及ANP、BNP的mRNA和蛋白表达增加等效应。而TSA和VAL处理则部分抑制了上述改变。TSA和VAL还抑制了磷酸化JNK,PI3K,Akt和NF-κB p50表达水平的升高。PBA和BS处理使上述活化的信号分子表达增加。应用HDAC assay法测定总HDAC活性及各HDAC亚型活性的变化时发现,4种HDACi均可剂量和时间依赖性的抑制总HDAC活性。PBA和BS主要抑制ClassⅡa类HDAC分子HDAC4和7的活性,而对ClassⅠ类的HDAC2和8的活性影响不大,而TSA和VAL则相同程度的抑制两类HDAC活性。采用携带重组HDAC2和HDAC4目的基因的腺病毒转染乳鼠心肌细胞,发现HDAC2过表达扩大了心肌细胞肥大效应,而HDAC4过表达则阻断了AngII介导的心肌细胞肥大效应。本研究结果表明不同HDACi对心衰的调控效应不同,可能与其对HDAC亚型及JNK、PI3K/Akt及NF-κB p50信号转导通路的差异性调控有关。本研究结果对于HDACis的临床应用具备重大的指导意义。同时揭示了不同HDAC亚型在心肌肥厚及心衰发病过程中的作用,可能为实施针对性更强的心衰干预手段提供实验和理论依据。