5型磷酸二酯酶通过调控基质金属蛋白酶-2的表达促进心肌梗死后心脏破裂的作用与机制研究
批准号:
81600213
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
17.0 万元
负责人:
公威
依托单位:
学科分类:
心肌损伤、修复、重构和再生
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
贺晓楠、武文峰、张慧敏、蒋志丽、甄雷、刘子衿、李奥博
中文摘要
心脏破裂(CR)是急性心肌梗死(AMI)的致死性并发症。研究表明,基质金属蛋白酶(MMPs)激活导致的心肌细胞外基质降解是CR发生的关键。然而,MMPs在AMI中如何被激活仍不清楚。我们的研究发现:5型磷酸二酯酶(PDE5)在AMI早期的小鼠心肌中表达升高;PDE5抑制剂显著抑制心肌细胞缺氧诱导的MMP-2表达。由此,我们猜想PDE5是AMI中MMP-2被激活并导致CR的关键点。本项目拟在心肌特异性PDE5转基因小鼠和PDE5抑制剂干预的普通小鼠的CR模型中,研究PDE5促进CR的作用及机制。随后,利用重组腺相关病毒介导的siRNA-MMP-2转染PDE5转基因小鼠,研究MMP-2在PDE5促进CR中的作用。最后,用PDE5抑制剂、蛋白激酶G抑制剂干预心肌细胞,研究PDE5调控MMP-2表达的机制。本项目将阐明PDE5通过调控MMP-2的表达促进CR的全新机制,为CR的治疗提供新靶点。
英文摘要
Cardiac rupture (CR) represents a catastrophic complication of acute myocardial infarction (AMI). Researches showed that AMI-induced matrix metalloproteinases (MMPs) degradate myocardium extracellular matrix and play important roles in CR. But the mechanisms for AMI-induced MMPs are still not clear. Our previous study found that the expression of phosphodiesterase 5 (PDE5) was increased in the early stage of AMI in mice and PDE5 inhibitor significantly suppressed hypoxia-induced MMP-2 in cardiomyocytes. We hypothesized that PDE5 promotes the occurrence of CR by modulating MMP-2. In this project, cardiac-specific PDE5 transgenic mice and normal mice of PDE5 inhibitor intervention were used to establish animal model of CR,on which we study the effect and mechanisms of PDE5 promoting the occurrence of CR. Secondly, the PDE5 transgenic mice infected by recombinant adeno-associated virus (rAAV)-siRNA-MMP-2 was used to study the effect of MMP-2 on PDE5 promoting CR. Furthermore, PDE5 inhibitor and protein kinase G inhibitor were used to treat cardiomyocytes to reveal the meahanisms of PDE5 modulating MMP-2. This work will clarify the new mechanism of PDE5 participating in CR, and provide new strategies and targets for CR therapy.
心脏破裂是急性心肌梗死(MI)后灾难性的并发症,因其发病凶险、诊断困难、预后极差,临床缺乏有效的预防及治疗措施。心脏破裂可能与过度的炎症反应和细胞外基质降解有关,但具体机制不明。. 本研究利用CRISPR-Cas9基因编辑技术建立5型磷酸二酯酶基因敲除鼠(PDE5-/-)并进行表型分析。PDE5-/-小鼠的建立为探究PDE5在MI后心脏破裂的作用及可能机制提供了可靠的动物模型。本研究通过PDE5-/-和野生型小鼠建立MI模型,分析生存率、破裂率、死亡率,绘制生存曲线。进一步,我们通过超声心动图检测小鼠的心脏功能,利用病理组织化学检测梗死面积和纤维化面积。紧接着,我们利用免疫组织化学、RT-PCR、western blot等方法检测炎症细胞在心肌中的浸润,炎症因子的释放,粘附分子的表达等,从而探究PDE5在MI后心脏破裂中的可能机制。.PDE5-/-小鼠成功繁殖鉴定,子代基因敲除纯合型小鼠长势正常。与野生型小鼠相比,PDE5-/-小鼠外观、生长发育未见明显差异。生化指标测定结果显示,与野生型相比,PDE5-/-小鼠的相关指标无明显差异,且处于正常范围之内。开场实验的结果显示,PDE5-/-鼠运动能力显著增强,未发现焦虑等不良精神状态。利用PDE5-/-和野生型小鼠建立MI模型,分析梗死7天内死亡率和破裂率。结果显示, PDE5-/-鼠死亡率和破裂率明显降低。MI后3天和7天超声显示,PDE5-/-显著改善心功能,提高射血分数和缩短分数。大体形态观察、马松染色和天狼星红染色提示,PDE5-/-可减小梗死面积和纤维化面积。免疫组化分析显示,PDE5-/-可减少炎症细胞的浸润,特别是中性粒细胞和巨噬细胞。RT-PCR结果表明PDE5-/-鼠IL-1β,IL-6,IL-8, Mcp-1和TNF-α等炎症因子的表达低降低。western blot结果显示PDE5-/-鼠ICAM-1和VCAM-1的表达明显降低。. 经基因型鉴定已成功获得 PDE5基因敲除鼠。表型分析提示PDE5基因敲除鼠为研究PDE5基因在心脏中的作用及机制提供了可靠的动物模型。进一步建立MI模型,PDE5-/-通过下调ICAM-1和VCAM-1的表达,减少炎性细胞浸润,预防了心肌梗死后早期心脏破裂的发生。本项目揭示了PDE5参与心脏破裂的全新机制,为心脏破裂的防治提供新靶点。
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Impact of Obstructive Sleep Apnea on Platelet Function Profiles in Patients With Acute Coronary Syndrome Taking Dual Antiplatelet Therapy.
阻塞性睡眠呼吸暂停对接受双重抗血小板治疗的急性冠脉综合征患者血小板功能的影响
DOI:
10.1161/jaha.118.008808
发表时间:
2018-08-07
期刊:
Journal of the American Heart Association
影响因子:
5.4
作者:
[Gong W, Wang X, Fan J, Nie S, Wei Y]
通讯作者:
Wei Y
Safety of early discharge after primary angioplasty in low-risk patients with ST-segment elevation myocardial infarction: A meta-analysis of randomised controlled trials
ST 段抬高型心肌梗死低危患者初次血管成形术后早期出院的安全性:随机对照试验的荟萃分析
DOI:
10.1177/2047487318763823
发表时间:
2018-05-01
期刊:
EUROPEAN JOURNAL OF PREVENTIVE CARDIOLOGY
影响因子:
8.3
作者:
[Gong, Wei, Li, Aobo, Nie, Shaoping]
通讯作者:
Nie, Shaoping
Beta-blockers reduced the risk of cardiac rupture in patients with acute myocardial infarction: A meta-analysis of randomized control trials
β-受体阻滞剂可降低急性心肌梗死患者心脏破裂的风险:随机对照试验的荟萃分析
DOI:
10.1016/j.ijcard.2017.01.035
发表时间:
2017-04-01
期刊:
INTERNATIONAL JOURNAL OF CARDIOLOGY
影响因子:
3.5
作者:
[Gong, Wei, Feng, Siting, Nie, Shao-ping]
通讯作者:
Nie, Shao-ping
DOI:
--
发表时间:
--
期刊:
中华急诊医学杂志
影响因子:
--
作者:
[李思懿, 公威, 赵冠棋, 郝问, 黄鑫, 郭芮丰, 李泽萱, 聂绍平]
通讯作者:
聂绍平
Trimetazidine suppresses oxidative stress, inhibits MMP-2 and MMP-9 expression, and prevents cardiac rupture in mice with myocardial infarction
曲美他嗪抑制氧化应激,抑制MMP-2和MMP-9表达,预防心肌梗死小鼠心脏破裂
DOI:
10.1111/1755-5922.12460
发表时间:
2018-10-01
期刊:
CARDIOVASCULAR THERAPEUTICS
影响因子:
3.1
作者:
[Gong, Wei, Ma, Youcai, Nie, Shaoping]
通讯作者:
Nie, Shaoping
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批准号:82370338
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项目类别:面上项目
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资助金额:49万元
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批准年份:2023
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负责人:公威
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依托单位:
SMOC-1作为BMP内源性抑制物参与心肌梗死后心脏破裂发生的作用及机制研究
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批准号:81970292
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2019
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负责人:公威
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依托单位:
国内基金
海外基金