【摘要】：研究背景及目的哺乳動物的心臟在壓力負(fù)荷增加的情況下會發(fā)生心肌肥厚,以適應(yīng)增加的工作負(fù)荷,持續(xù)的心肌肥厚會導(dǎo)致心臟功能失代償,隨后發(fā)生心衰。心肌肥厚的主要病理表現(xiàn)有心肌細(xì)胞肥大、心肌細(xì)胞外基質(zhì)重建、心肌間質(zhì)增殖等。心肌細(xì)胞蛋白合成增加,可導(dǎo)致心肌細(xì)胞體積增大,即心肌細(xì)胞肥大。研究證實(shí),心肌細(xì)胞肥大的形成需要刺激信號、信號傳導(dǎo)、細(xì)胞核內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄活化以及心肌表型轉(zhuǎn)化等四個環(huán)節(jié),其最終效應(yīng)是心肌表型由“成熟型”向“胚胎型”轉(zhuǎn)化。對于心肌肥厚的機(jī)制已有諸多研究,但其具體發(fā)生機(jī)制仍未明確,因而尚沒有可以確切有效預(yù)防心肌肥厚的方法。目前研究證實(shí),在心肌肥厚的過程中,一組通常在胎兒心臟發(fā)育過程中表達(dá)的基因被重新表達(dá),參與了心肌肥厚的病理調(diào)控。組蛋白是真核生物染色質(zhì)的組成部分,組蛋白亞基的氨基端游離稱為組蛋白尾巴,組蛋白尾巴上的許多殘基可以被共價修飾,不同殘基的不同修飾可以產(chǎn)生各種不同的信號,由其他信號蛋白識別,從而可調(diào)控真核生物的基因表達(dá),導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄激活或基因沉默,進(jìn)而產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng)。已有研究表明,組蛋白修飾與多種疾病的發(fā)病密切相關(guān)。如慢性腎臟病、腫瘤性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病等,在心血管領(lǐng)域,組蛋白修飾也發(fā)揮了重要作用。PHD鋅指蛋白8(PHF8)是近年來新發(fā)現(xiàn)的一種組蛋白去甲基化酶,可在體內(nèi)通過對組蛋白的賴氨酸殘基進(jìn)行去甲基化修飾來調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。PHF8是組蛋白去甲基化酶JmjC家族中的一個成員,JmjC家族成員在正常的個體發(fā)育、分化、內(nèi)分泌的調(diào)節(jié)及多種疾病的發(fā)生發(fā)展中參與重要的調(diào)節(jié)作用。PHF8作為JmjC家族中的一員,它可以特異性去除抑制性組蛋白標(biāo)記H4K20mel和H3K9mel/2,而結(jié)合活性組蛋白標(biāo)志H3K4me3,在組蛋白修飾中發(fā)揮重要作用并參與發(fā)育調(diào)節(jié)及多種疾病的發(fā)生發(fā)展。但PHF8在心血管系統(tǒng)尤其心肌肥厚中的作用尚不明確。本課題將從體內(nèi)和體外兩個部分設(shè)計(jì)試驗(yàn),旨在探討PHF8在心肌肥厚發(fā)病中的作用,并初步探討其作用的分子生物學(xué)機(jī)制,從而為防治心肌肥厚尋找新的契機(jī)和治療靶點(diǎn)。材料與方法1.轉(zhuǎn)基因動物模型的建立：構(gòu)建心臟特異性人PHF8基因轉(zhuǎn)基因(PHF8-Tg)小鼠。2.心肌肥厚動物模型的建立：通過主動脈縮窄術(shù)(TAC)建立壓力負(fù)荷誘導(dǎo)的心肌肥厚小鼠模型。3.小鼠超聲心動圖：小鼠心臟超聲檢測小鼠心臟結(jié)構(gòu)和功能。4.細(xì)胞培養(yǎng)及模型建立：提取原代新生大鼠心肌細(xì)胞(NRMCs)并培養(yǎng),體外以苯腎上腺素(PE)等刺激誘導(dǎo)NRMCs發(fā)生肥大性生長反應(yīng)。5.細(xì)胞內(nèi)PHF8干預(yù)：采用腺病毒載體轉(zhuǎn)染的方式干預(yù)NRMCs中PHF8的表達(dá).6.HE染色、麥胚凝集素染色、Masson染色：分別顯示心肌的大體結(jié)構(gòu)、心肌細(xì)胞大小及心肌纖維化程度。7.免疫印跡：用于在蛋白水平檢測組織和細(xì)胞中PHF8、ANP及相關(guān)信號通路蛋白的表達(dá)變化。8. RT-PCR:用于在基因水平檢測組織和細(xì)胞中PHF8、ANP、β-MHC、BNP及相關(guān)信號通路mRNA水平的變化。9.3H-亮氨酸摻入試驗(yàn)：用于檢測心肌細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成水平。10.熒光酶活性檢測：用于檢測心肌細(xì)胞中胚胎基因的啟動子活性。11.免疫熒光分析：用于檢測心肌細(xì)胞的大小。研究結(jié)果1.病理性心肌肥厚下調(diào)PHF8水平：在TAC手術(shù)后4周野生型C57BL/6小鼠的心肌中,PHF8的表達(dá)顯著下降,在PE刺激的肥大性生長的NRMCs中,我們得到了相似的結(jié)論。這些研究結(jié)果表明PHF8可能參與了心肌細(xì)胞病理性肥大的過程。2.PHF8過表達(dá)抑制壓力負(fù)荷下的心肌重構(gòu)：接受TAC術(shù)4周后,PHF8-Tg小鼠的心功能顯著優(yōu)于野生型(WT)小鼠,左心室纖維化面積相比WT小鼠顯著減小,纖維化標(biāo)記物(COL1A1, COL3A1, CTGF, TGF β 1,纖連蛋白和α-SMA)和肥厚性胎兒基因(ANP, BNP, β-MHC, ACTAl和IL-6)的表達(dá)在PHF8-Tg小鼠也顯著下調(diào),這些結(jié)果表明,PHF8可抑制壓力負(fù)荷誘導(dǎo)的病理性心肌重構(gòu)。3.PHF8調(diào)節(jié)NRMCs肥厚性生長：PHF8過表達(dá)可抑制PE誘導(dǎo)的肥厚性胎兒基因表達(dá)并下調(diào)其啟動子活性,而PHF8敲除則促進(jìn)PE誘導(dǎo)的肥厚性胎兒基因表達(dá)并上調(diào)其啟動子活性。研究結(jié)果表明,PHF8在體外負(fù)向調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞肥大反應(yīng)。4.PHF8調(diào)節(jié)AKT-mTOR信號通路：PHF8過表達(dá)顯著降低TAC誘導(dǎo)的Akt和mTOR的磷酸化,這表明PHF8過表達(dá)阻斷TAC誘導(dǎo)的Akt-mTOR信號通路。敲除PHF8則促進(jìn)了PE誘導(dǎo)的AKT-mTOR途徑的激活。5.雷帕霉素可修復(fù)PHF8表型缺失：我們發(fā)現(xiàn)雷帕霉素抑制PE誘導(dǎo)的NRCMs肥大性生長,也抑制PE誘導(dǎo)的ANP和β-MHC的蛋白質(zhì)合成和啟動子活化,并且PHF8敲除誘導(dǎo)的ANP和β-MHC蛋白質(zhì)合成和增生性基因表達(dá)的上調(diào)被完全阻斷。因此,雷帕霉素可修復(fù)PHF8表型缺陷。結(jié)論及意義1.PHF8能抑制壓力負(fù)荷下心肌重塑及心肌細(xì)胞肥大性生長；2.PHF8抑制心肌細(xì)胞肥大性生長的作用可能是通過AKT-mTOR信號通路實(shí)現(xiàn)的；3.PHF8可能起到類似雷帕霉素抗心肌肥厚的作用。4.在本實(shí)驗(yàn)研究中,我們分別在體內(nèi)及體外水平研究了PHF8對心肌肥厚的抑制作用,并初步探討了其作用的分子生物學(xué)機(jī)制,以期為臨床防治心肌肥厚提供新的思路和治療靶點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R542.2
【圖文】：

圖２屯、臟特異性ＰＨＦ８轉(zhuǎn)基因小鼠的生成。逡逑（Ａ）屯、臟特異性ＰＨＦ８轉(zhuǎn)基因小鼠的生成示意圖。逡逑（Ｂ）免疫印跡盈示野生型小鼠Ｗ及ＰＨＦ８轉(zhuǎn)基因小鼠ＰＨＦ８的表達(dá)量。逡逑似免疫印跡顯示Ｐ冊８轉(zhuǎn)基因小鼠屯、、肝、腦、腎Ｗ及骨骼肌中Ｐ冊８的表達(dá)量。逡逑化－巧Ｐ冊８轉(zhuǎn)基因小鼠與野生型小鼠在外觀及屯、功能方面無顯著差異。ＨＷ，如逡逑臟重量；ＢＷ，體重；ＴＬ，腔骨長度。每組ｎ二１０。逡逑化）ＰＨＦ８過表達(dá)不影響肥厚相關(guān)基因的表達(dá)。每組ｎ二５。逡逑

邐／Ｖ＂邋／邋盧逡逑《邐＜ｆ逡逑補(bǔ)充圖５圖７的定量數(shù)據(jù)。（Ａ）圖７Ａ的定量數(shù)據(jù)，每組ｎ＝５。（Ｂ）圖７Ｂ的定量逡逑數(shù)據(jù)。結(jié)果來自３次獨(dú)立試驗(yàn)。逡逑５１逡逑

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉韻;邱健;;TWEAK/Fn14在心力衰竭中的作用[J];廣東醫(yī)學(xué);2013年21期

2 肖澤周;張鐘;朱平;麥明杰;陳星權(quán);鄭少憶;;心臟移植術(shù)后的長期免疫抑制治療[J];廣東醫(yī)學(xué);2013年19期

3 楊承志;田愛炬;孟增慧;吳濟(jì)民;張幼怡;郭麗君;李子健;;異丙腎上腺素誘導(dǎo)FVB/N小鼠心臟肥大模型的建立[J];北京大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版);2014年06期

4 覃裕旺;王慶高;朱智德;盧健棋;王振常;凌蕓;;化痰活血益心方對壓力負(fù)荷性心肌肥厚大鼠AngⅡ,Trx的影響[J];廣西中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào);2015年02期

5 潘建紅;王佩顯;;高血壓左室肥厚機(jī)制的研究進(jìn)展[J];重慶醫(yī)學(xué);2015年30期

6 韓亞;趙楠;趙偉麗;王威龍;孫世曉;;電針對負(fù)荷性心肌肥厚模型家兔血漿及心肌組織Ang Ⅱ含量的影響[J];黑龍江中醫(yī)藥;2014年01期

7 王雨薇;邸美仙;喻華;劉凱;李應(yīng)東;;當(dāng)歸揮發(fā)油含藥血清對肥大心肌細(xì)胞鈣離子濃度的影響[J];臨床心血管病雜志;2014年05期

8 葉覃;Andreana HOLOWATYJ;Roselyne M.LABBE;劉輝;ZengquanYANG;;組蛋白去甲基化酶家族中組蛋白去甲基化酶4作用機(jī)制及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J];轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)雜志;2014年01期

9 MU WenLi;ZHANG QingJun;TANG XiaoQiang;FU WenYan;ZHENG Wei;LU YunBiao;LI HongLiang;WEI YuSheng;LI Li;SHE ZhiGang;CHEN HouZao;LIU DePei;;Overexpression of a dominant-negative mutant of SIRT1 in mouse heart causes cardiomyocyte apoptosis and early-onset heart failure[J];Science China(Life Sciences);2014年09期

10 穆文利;張慶軍;唐小強(qiáng);付文艷;鄭偉;魯云彪;李紅良;韋玉生;折志剛;陳厚早;劉德培;;小鼠心臟過表達(dá)SIRT1顯性失活突變體導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡和早發(fā)性心衰[J];中國科學(xué):生命科學(xué);2014年09期

相關(guān)會議論文 前1條

1 Sheng-nan Wei;Li Chen;;Different regulation of Berberine via regulation of adenosine-5'-monophosphate kinase activity in both non-ischemic and ischemic areas of the rat heart[A];第十一屆全國博士生學(xué)術(shù)年會（生物醫(yī)藥專題）論文集（下冊，墻報(bào)P25-P48）[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 安鋒利;靜寧雞肌肉發(fā)育調(diào)控機(jī)理[D];蘭州大學(xué);2013年

2 時建銓;新型抗癲癇藥對APPswe/PS1dE9雙轉(zhuǎn)基因小鼠病理學(xué)與行為學(xué)的影響及機(jī)制研究[D];南京醫(yī)科大學(xué);2013年

3 熊興江;補(bǔ)腎降壓理論及補(bǔ)腎降壓方對自發(fā)性高血壓大鼠miR-1調(diào)控心室肥厚ERK通路的影響[D];中國中醫(yī)科學(xué)院;2013年

4 閆海靜;組胺H3受體拮抗劑對缺血性腦損傷的神經(jīng)保護(hù)作用及機(jī)制研究[D];浙江大學(xué);2013年

5 谷麗艷;芪參健脾方對SHR大鼠動脈血壓及心肌重塑影響的研究[D];遼寧中醫(yī)藥大學(xué);2013年

6 孫婭楠;基于肌漿網(wǎng)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)研究黃芪、丹參對肥大心肌細(xì)胞舒縮功能干預(yù)機(jī)制[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2013年

7 蔡翔宇;STIM1分子生化特性研究及其生理功能探索[D];南開大學(xué);2013年

8 高永剛;丹參注射液對鐵超載所致心臟、肝臟損傷的保護(hù)作用及鈣通道抑制作用的研究[D];河北醫(yī)科大學(xué);2014年

9 玄承鸞;比較分析熟扁豆提取物與生扁豆提取物的抗血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的高血壓及心肌肥厚作用[D];吉林大學(xué);2014年

10 陳冰;miR-34a在硫酸吲哚酚介導(dǎo)心腎綜合征心功能損傷中的作用研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙吉諾;人參皂苷Rb3對壓力負(fù)荷性心肌肥厚大鼠心室重構(gòu)的影響及其機(jī)制[D];吉林大學(xué);2013年

2 蘇曉悅;電針對壓力負(fù)荷性家兔心肌肥厚治療作用的實(shí)驗(yàn)研究[D];黑龍江中醫(yī)藥大學(xué);2013年

3 韓越博;大鼠帶瓣血管液氮凍存時間對其活性和組織中IGF-I水平的影響[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2013年

4 王慧曄;葒草苷抗MIRI作用中的自噬機(jī)制研究[D];中央民族大學(xué);2013年

5 聶玲輝;慢腎康寧對腎間質(zhì)纖維化大鼠腎組織的影響及其SIRT1/COX-2表達(dá)調(diào)控的實(shí)驗(yàn)研究[D];暨南大學(xué);2013年

6 祝江;視黃醇X受體激動劑抑制高血壓致左心室肥厚的作用和機(jī)制[D];福建醫(yī)科大學(xué);2013年

7 汪星輝;低聚葡萄籽原花青素對DOCA-高鹽誘導(dǎo)的小鼠心血管重構(gòu)的影響及機(jī)制研究[D];安徽醫(yī)科大學(xué);2013年

8 江帆;2型糖尿病因素阻礙舒芬太尼后處理大鼠心肌保護(hù)作用及其與GSK-3β關(guān)系[D];安徽醫(yī)科大學(xué);2013年

9 周婷婷;BDNF在大鼠胚胎脊髓發(fā)育中與Wnt信號通路的關(guān)系研究[D];昆明醫(yī)科大學(xué);2013年

10 尹翔;肌小節(jié)Z線蛋白Cypher泛素化降解的初步研究[D];浙江大學(xué);2013年

本文編號：2742484