nature

当前位置: Nature » 细胞生物学 » 正文

Nat Commun:华中科大王擎教授团队发表治疗心肌肥厚与心力衰竭研究成果

摘要 : 2017年7月25日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》杂志在线发表了华中科技大学生命与科学技术学院王擎教授团队和美国克利夫兰医学中心陈秋云助理教授团队合作的一篇研究论文

2017年7月25日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》杂志在线发表了华中科技大学生命与科学技术学院王擎教授团队和美国克利夫兰医学中心陈秋云助理教授团队合作的一篇研究论文,研究发现了一项有效治疗心肌肥厚与心力衰竭的重要技术。研究组通过注射AGGF1蛋白质,调节细胞中内质网应激信号通路,阻断心肌细胞凋亡,抑制心肌肥厚和心脏衰竭,显著提高心脏的整体功能,增强心脏收缩能力。博士后姚雨峰、吕丘仑博士、博士生胡振坤为论文第一作者,王擎为该论文通讯作者。

心力衰竭,简称心衰,是所有心脏病的终末阶段,严重危及生命,发病率高,死亡率高,严重者一年内死亡率高达50%。在过去的二十年中,心脏衰竭的死亡率和再入院率一直居高不下。全世界每年有2300万人患病,240万人住院。

内质网应激是一种进化保守的细胞应激反应。它的发生是由于内质网内环境不稳定引起的内质网结构和功能的失衡。适度的内质网应激反应能成功恢复内质网的内环境平衡。不过,持久或者强烈内质网应激也会引发程序性细胞死亡或凋亡。内质网应激在病理性心肌肥厚和心力衰竭的发展中起着至关重要的作用。

AGGF1是一种血管生长因子,已被研究证实在心肌梗死和血管发育等心血管疾病中有重要作用,还能抑制缺血再灌后心肌细胞的凋亡。王擎教授团队试图研究AGGF1是否能调节内质网应激从而影响心肌肥厚。

王擎教授团队基于AGGF1蛋白,发现了治疗心肌肥厚的新途径。他们将小鼠的AGGF1基因敲除(造成AGGF1基因缺陷)以研究其生理功能。通过对小鼠进行主动脉狭窄手术诱导心肌肥厚,发现AGGF1基因敲除小鼠死亡率增加,心肌肥厚比野生型小鼠更为严重,敲除小鼠心脏的结构和功能均受到严重损伤。由此,王擎教授课题组推断重组AGGF1蛋白可能对于治疗心肌肥厚和心衰有重要作用。他们建立了心肌肥厚的小鼠模型并测试了重组AGGF1蛋白的治疗效果,发现AGGF1蛋白治疗可明显降低小鼠心肌肥厚,显著提高心脏的整体功能,并且能够通过心肌细胞凋亡来增强心脏收缩能力。

在缺氧,氧化应激,异常糖基化反应以及钙离子稳态失衡情况下,内质网应激就会被激活,既能诱导糖调节蛋白内质网分子伴侣表达而产生保护效应 ,亦能独立地诱导细胞凋亡。内质网应激直接影响应激细胞的转归,如适应、损伤或凋亡。内质网应激引起心肌肥厚的经典信号通路是PERK和Eif2a-ATF4-CHOP信号通路。这里,王擎教授实验室发现AGGF1参与调节的内质网应激的非经典信号通路。AGGF1通过抑制ERK1/2,诱导转录抑制子ZEB1表达量增加,导致Mir-185-5p表达量增加。Mir-185-5p下调CHOP的表达量从而抑制内质网应激导致的细胞凋亡。AGGF1蛋白治疗或者过表达Mir-185-5p均能调节内质网应激信号通路,阻断心肌细胞凋亡,抑制心肌肥厚和心脏衰竭。

虽然心脏肥厚和心力衰竭的临床治疗进展显著,但目前的治疗方法是有限的,药物治疗通常来维持心脏功能,而心脏移植手术常常是必要的。而且心脏衰竭的病人常合并其他心血管疾病如高血压、糖尿病等,预后不好,死亡率高。而AGGF1蛋白治疗能调节内质网应激,抑制心肌细胞凋亡,恢复心肌肥厚疾病过程中心脏的心功能,能从心功能方面改善病情。并且,AGGF1诱导的自噬也能抑制心肌细胞凋亡和心肌纤维化,多方面保护心肌细胞。AGGF1能促进血管生成,抑制血管渗漏,冠脉血管新生也有助于延缓心肌肥厚的恶化。总之,AGGF1蛋白治疗作为一种综合性治疗手段,可能会成为心肌肥厚和心脏衰竭重要的治疗靶点。

另外,由于内质网应激是一种进化保守的细胞应激反应,与多种疾病相关,包括心血管疾病、阿尔茨海默病、帕金森氏病、亨廷顿氏病、糖尿病、肾衰竭、脂肪肝、肠易激综合征,以及其他许多疾病。AGGF1蛋白治疗不仅对心血管疾病有治疗作用,可能在其他内质网应激相关疾病中都能起到重要作用。

原文链接:

A non-canonical pathway regulates ER stress signaling and blocks ER stress-induced apoptosis and heart failure

原文摘要:

Endoplasmic reticulum stress is an evolutionarily conserved cell stress response associated with numerous diseases, including cardiac hypertrophy and heart failure. The major endoplasmic reticulum stress signaling pathway causing cardiac hypertrophy involves endoplasmic reticulum stress sensor PERK (protein kinase-like kinase) and eIF2α-ATF4-CHOP signaling. Here, we describe a non-canonical, AGGF1-mediated regulatory system for endoplasmic reticulum stress signaling associated with increased p-eIF2α and ATF4 and decreased sXBP1 and CHOP. Specifically, we see a reduced AGGF1 level consistently associated with induction of endoplasmic reticulum stress signaling in mouse models and human patients with heart failure. Mechanistically, AGGF1 regulates endoplasmic reticulum stress signaling by inhibiting ERK1/2 activation, which reduces the level of transcriptional repressor ZEB1, leading to induced expression of miR-183-5p. miR-183-5p post-transcriptionally downregulates CHOP and inhibits endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis. AGGF1 protein therapy and miR-183-5p regulate endoplasmic reticulum stress signaling and block endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis, cardiac hypertrophy, and heart failure, providing an attractive paradigm for treatment of cardiac hypertrophy and heart failure.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

热门文章TOP

RSS订阅 - 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容: - 网站地图
网站联系电话:020-87540820 备案号:粤ICP备11050685号-8 增值电信业务经营许可证:粤B2-20120479
©2011-2015 生物帮 All rights reserved.