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USP38调控TBK1/Akt信号通路在心力衰竭小鼠室性心律失常中的作用及机制研究

批准号:
82070330
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
黄鹤
依托单位:
学科分类:
心电活动异常与心律失常
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄鹤

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
心力衰竭(心衰)患者猝死的主要原因是室性心律失常。细胞内信号转导通路介导的电重构和结构重构是心衰后室性心律失常的重要发生机制。TANK结合激酶1(TBK1)/蛋白激酶B(Akt)信号通路在心脏重构中具有重要调节作用。文献提示泛素特异性蛋白酶38(USP38)可通过调控TBK1活性发挥抗病毒作用。我们前期研究证实心衰心脏组织中USP38表达显著上调,并且在血管紧张素II诱导的原代心肌细胞中沉默USP38基因可抑制TBK1/Akt信号通路,逆转心肌细胞肥大和心肌离子通道表达异常,提示USP38可能通过TBK1/Akt信号对心衰后室性心律失常发挥重要调控作用。然而,目前尚无研究报道USP38对心衰后室性心律失常的影响。本项目拟从电重构和结构重构的角度,在整体动物水平和细胞水平上,阐明USP38通过TBK1/Akt信号通路调控心衰后室性心律失常的作用机制,以期发现防治心衰后室性心律失常的新靶点。
英文摘要
The leading cause of sudden cardiac death in patients with heart failure (HF) is ventricular arrhythmia. Electrical and structural remodeling mediated by intracellular signaling pathways are the main mechanisms underlying ventricular arrhythmia after HF. Among diverse signal transduction pathways, the TANK binding kinase 1 (TBK1)/protein kinase B (PKB, also known as Akt) signaling pathway plays a profound regulatory role in cardiac remodeling. Ubiquitin specific protease 38 (USP38) has been shown to plays an antiviral role in the pathophysiological process by regulating TBK1 activity. Our preliminary experiments confirmed that the expression of USP38 was significantly up-regulated in the HF tissues. Moreover, the silencing of USP38 gene in primary cardiomyocytes which have been induced hypertrophic by angiotensin II(Ang II)can inhibit TBK1/Akt signaling pathway and reverse the cardiac hypertrophy as well as increase the mRNA expression of ion channels. These evidences suggest that USP38 may regulate ventricular arrhythmia after HF through TBK1/Akt signaling pathway. However, the effects and the underlying mechanisms of USP38 on ventricular arrhythmia after HF have not yet been reported. Therefore, the present proposal intends to elucidate the mechanism of USP38 regulating ventricular arrhythmia after HF through TBK1/Akt signal pathway from the perspective of electrical reconstruction and structural reconstruction at the overall animal and cell level, aiming to provide a new target for the prevention and treatment of ventricular arrhythmia after HF.
室性心律失常是心力衰竭(心衰)患者猝死的主要原因,而心衰后的结构重构和电重构是引发室性心律失常的关键机制。TANK结合激酶1(TBK1)/蛋白激酶B(AKT)信号通路在心脏重构中发挥着重要作用。在心衰的心脏组织中,USP38的表达显著上调,沉默USP38可显著抑制血管紧张素II诱导的原代心肌细胞中TBK1/AKT信号活化,逆转心肌细胞肥大。这一发现提示USP38可能在心衰后室性心律失常的发生中起着重要作用。然而,USP38在其中的作用机制尚不明。本项目主要内容包括:(1)应用心脏特异性敲除USP38小鼠(USP38-CKO)和心脏特异性过表达USP38小鼠(USP38-CTG)及相应的对照组小鼠(USP38-FlOX和USP38-NTG),通过主动脉缩窄术建立心衰模型,观察USP38对心衰后心脏结构重构的影响。结果显示:与USP38-FlOX组小鼠相比,心脏特异性敲除USP38改善心衰小鼠心脏功能、心肌肥厚和纤维化,而USP38-CTG小鼠则呈现相反效应。机制上,USP38与Tbk1相互作用,过表达USP38降低TBK1的K48连接的多聚泛素化水平,阻止p-TBK1的蛋白酶体降解,从而促进TBK1/AKT信号活化。此外,过表达TBK1促进USP38-CKO小鼠的心肌肥大,抑制TBK1改善USP38-TG小鼠的心肌肥大。(2)应用USP38-CKO和USP38-CTG及相应的对照组小鼠,建立心衰模型,通过在体、离体心脏电生理研究和分子生物学技术,探讨USP38对心衰后心脏电重构和室性心律失常发生的影响。结果显示:心脏特异性敲除USP38可显著缩短心衰小鼠心室动作电位时程,延长心室有效不应期和降低室性心律失常的诱发率;相反,心脏特异性过表达USP38进一步增加了心衰小鼠室性心律失常的易感性。此外,心脏特异性敲除USP38可显著增加心衰小鼠心室组织中Kv4.2、Kv4.3、Kv1.5、Kv2.1和Cav1.2;相反,心脏特异性过表达USP38降低了上述离子通道的表达。机制上,心脏特异性敲除USP38抑制了心衰小鼠心室组织TBK1/AKT/CaMKII信号通路的活化。本项目研究结果表明,USP38通过调控TBK1/AKT和CaMKII信号通路影响心脏结构重构和电重构的发生发展,这为深入认识心衰后心脏重构提供了理论依据,也为临床防治心衰后心脏重构和室性心律失常提供了新靶点。
MD-1对心力衰竭小鼠室性心律失常的影响及其机制研究
  • 批准号:
    81570306
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    黄鹤
  • 依托单位:
MicroRNA-155调控急性心肌梗死后室性心律失常的机制研究
  • 批准号:
    81270249
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    黄鹤
  • 依托单位:
RGS5对急性心肌梗死后室性心律失常的影响及其机制的研究
  • 批准号:
    81070142
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    黄鹤
  • 依托单位:
缝隙连接重构与心力衰竭后室性心律失常关系的研究
  • 批准号:
    30700312
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    17.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    黄鹤
  • 依托单位:
国内基金
海外基金