Gq蛋白α亚基羧基端模拟肽的跨膜转运与抗心肌肥大机制研究

心肌肥大是多种心血管疾病的常见并发症。诱发心肌肥大的因素众多，目前临床使用的针对单一受体药物疗效有限。Gq与多种心肌肥大相关受体偶联，处于其发病机制的枢纽地位且其功能在发病过程中显著亢进；G蛋白α亚基羧基末端在识别受体以及激活效应酶等方面发挥关键作用。本课题组在前期工作中针对Gαq的羧基端结构域，克隆制备了一种模拟肽分子GCIP-27，对体外和整体多种心肌重构模型均有显著疗效。跨膜转运是该药物进入细胞发挥作用首要关键环节，但其方式和机制均不明确。本课题旨在研究Gαq的羧基端模拟肽药物GCIP-27的跨膜转运方式与影响因素，及其对心肌细胞信号转导的影响。在国家自然科学基金的资助下，已成功探明Gq蛋白α亚基羧基端模拟肽GCIP-27的跨膜转运方式与影响因素。发现GCIP-27能通过细胞膜转运进入心肌细胞，且主要分布在细胞浆内；其在心肌细胞中的跨膜转运具有时间和浓度依赖性，在终浓度1μg/ml转运4h后，细胞浆内药物含量达到最大值；转运方式主要通过能量依赖性胞吞作用，其转运过程与细胞膜网格蛋白和脂筏有关。此外，通过对心肌细胞、心肌成纤维细胞、血管平滑肌细胞、血管内皮细胞、肝细胞的研究，发现GCIP-27能选择性地优势进入心肌细胞和血管平滑肌细胞。通过对SHR为模型的心肌肥大信号网络的研究，发现其心肌细胞信号转导网络明显紊乱，数条信号通路的多种神经体液因子、生长因子、受体、效应酶，细胞周期调节蛋白、癌基因和肥大相关基因表达失衡，多肽药物GCIP-27能明显下调CDKN1A、CTGF、ET-1、CaN表达，上调GRM4、NOS2和TSHR表达，纠正α-MHC和β-MHC的表达失衡，改善SHR心肌重构。在慢性失代偿性心力衰竭模型的研究中发现GCIP-27能有效改善慢性心衰大鼠心脏功能，减轻心肌组织损伤，抑制左心室重构；能通过上调心肌细胞Bc1-2、下调Bax表达，保护心肌细胞的线粒体而抑制左心室心肌细胞凋亡；其抗心衰作用与下调Brg1表达，纠正PKCβⅡ和PKCε平衡失调，上调ERK1/2活性，增强心肌肌浆网SERCA2a活性，抑制心肌细胞凋亡有关。本研究对于深入理解GCIP-27以及其他肽类药物的跨膜转运机制具有重要意义。现已发表SCI收录论著1篇，CSCD收录期刊论著6篇，全国性会议交流论文3篇，申请美国、欧盟、俄罗斯、印度发明专利各一项。