β2-肾上腺素受体Gs/Gi信号转换障碍在β1-肾上腺素受体自身抗体致心衰中的作用及机制
结题报告
批准号:
81770393
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
刘慧荣
依托单位:
学科分类:
H0209.心力衰竭
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
付慧芳、杜芸辉、华甜、徐文丽、徐嘉惠、曹宁、王兆佳、于海存、张诗晗
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中文摘要
心衰患者体内具有高滴度的β1-肾上腺素受体(β1-AR)自身抗体(β1-AA),可抑制β1-AR内吞,导致受体持续激活及心衰的发生,但机制不清。我们前期原创性发现,β2-AR Gi偏向激动剂可缓解β1-AA对β1-AR的持续激活效应,但β1-AA并不直接结合β2-AR。本研究拟在此基础上利用过表达/siRNA、荧光同步成像全内反射显微镜等手段,阐明β2-AR下游Gs/Gi信号转换障碍可引起β1-AR内吞抑制;利用co-IP、融合蛋白等技术,阐明β1/β2-AR异源二聚化减弱是β1-AA引起β2-AR Gs/Gi信号转换障碍的关键机制;利用冷冻电镜、FRET等技术,阐明受体构象改变是β1-AA影响β1/β2-AR异源二聚化的上游机制。以此证明科学假说:β1-AA通过影响β1/β2-AR构象及二聚化,导致β2-AR Gs/Gi转换障碍,β1-AR内吞抑制,进而引起β1-AR持续激活及心衰。
英文摘要
High titer of β1-adrenoreceptor autoantibody (β1-AA) is reported to distribute in heart failure patients, which induces sustained receptor activation and heart failure, while the mechanism still unclear. In the preliminary study, β1-AA, without combining to β2-AR, induced sustained β1-AR activation could be alleviated by Gi-protein biased agonist of β2-AR. On the basis of that, this study aims to explain that the disorder of signaling switch in β2-AR signaling pathway may cause β1-AR endocytosis inhibition by using overexpress/siRNA methods, TIRFM, etc.; demonstrated that weaken β1/β2 heterodimer is one of the mainly mechanisms for the disorder of signaling switch of β2-AR induced by β1-AA via co-Immunoprecipitation and fusion proteins, etc.; certify that β1-AA alters the conformation of both β1 and β2 adrenoreceptor will influence β1/β2 heterodimerization via FRET and Frozen electron microscopy. Therefore, to confirm the scientific hypothesis: β1-AA could cause the disorder of signaling switch of β2-AR, then result in β1-AR endocytosis inhibition and sustained activation, finally develop into heart failure through changing β1 and β2 adrenoreceptor’s conformation and β1/β2 heterodimerization.
心力衰竭(简称心衰)是各种心脏疾病的终末阶段,是目前临床上重要的致死病因。β1-肾上腺素受体(β1-AR)自身抗体(β1-AA)存在于近一半心衰患者体内,可通过持续激活β1-AR,导致心肌细胞凋亡和心脏功能障碍。然而,β1-AA持续激活β1-AR的机制尚不完全清楚。本项目(1)首先利用杂交瘤技术获取大量高纯度的鼠源单克隆β1-AA。利用全内反射荧光显微镜、生物发光共振能量转移、乳鼠心肌细胞跳动、表面等离子共振等方法,证实β1-AA可以抑制β2-肾上腺素受体(β2-AR)下游的Gi信号通路,导致G蛋白偶联受体激酶2(GRK2)活性减弱,β1-AR磷酸化不足,从而难以募集支架蛋白β-arrestin,造成β1-AR内吞障碍,β1-AR下游信号持续存在,最终引起小鼠心脏结构破坏和功能不全;给予β2-AR/Gi偏向激动剂ICI118551治疗可以逆转β1-AA致β1-AR持续活化及心脏损伤的效应。(2)利用免疫荧光共定位、ELISA、TUNNEL等方法发现,心衰患者中存在可激活β2-AR/Gi通路的β2-AR自身抗体(β2-AA),β1-AA与β2-AA的比值与心功能呈负相关;并且β2-AA可在离体水平抑制β1-AA引起的乳鼠心肌细胞过度收缩、凋亡,在体水平改善β1-AA引起的小鼠心功能不全。(3)利用cAMP-GloSensor、流式细胞仪、冷冻电镜等方法,鉴定出心衰患者外周血中存在5种功能亚类的单克隆β1-AA,收集到150份β1-AA阳性的心衰患者外周血单个核细胞群,已获得少量分泌单克隆β1-AA的记忆B细胞;同时已获得了稳定的高纯度的β1-AR蛋白以及β1-AR-Gs复合物的结构解析图,这些均为进一步利用结构生物学方法探究β1-AA引起β1-AR特殊的构象变化,进而从上游探究β1-AA持续激活β1-AR的机制奠定了关键性的基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1111/1440-1681.13485
发表时间:2021-02-25
期刊:CLINICAL AND EXPERIMENTAL PHARMACOLOGY AND PHYSIOLOGY
影响因子:2.9
作者:Zhao,Yuhui;Bai,Yan;Liu,Huirong
通讯作者:Liu,Huirong
β2-adrenergic receptor autoantibodies alleviated myocardial damage induced by β1-adrenergic receptor autoantibodies
β2-肾上腺素能受体自身抗体减轻β1-肾上腺素能受体自身抗体引起的心肌损伤
DOI:--
发表时间:2018
期刊:Cardiovascular Research
影响因子:10.8
作者:Cao N;Chen H;Bai Y;Yang X;Xu W;Hao W;Zhou Y;Chai J;Wu Y;Wang Z;Yin X;Wang L;Wang W;Liu H;Fu MLX
通讯作者:Fu MLX
Limited AT1 Receptor Internalization Is a Novel Mechanism Underlying Sustained Vasoconstriction Induced by AT1 Receptor Autoantibody From Preeclampsia
有限的 AT1 受体内化是先兆子痫 AT1 受体自身抗体诱导持续血管收缩的一种新机制
DOI:10.1161/jaha.118.011179
发表时间:2019-03-19
期刊:JOURNAL OF THE AMERICAN HEART ASSOCIATION
影响因子:5.4
作者:Bian, Jingwei;Lei, Jinghui;Fu, Michael L. X.
通讯作者:Fu, Michael L. X.
Biased activation of β(2)-AR/Gi/GRK2 signal pathway attenuated β(1)-AR sustained activation induced by β(1)-adrenergic receptor autoantibody.
β(2)-AR/Gi/GRK2 信号通路的偏向激活减弱了 β(1)-肾上腺素能受体自身抗体诱导的 β(1)-AR 持续激活
DOI:10.1038/s41420-021-00735-2
发表时间:2021-11-08
期刊:Cell death discovery
影响因子:7
作者:Chen H;Cao N;Wang L;Wu Y;Wei H;Li Y;Zhang Y;Zhang S;Liu H
通讯作者:Liu H
Autoantibody against beta1-adrenoceptor promotes the differentiation of natural regulatory T cells from activated CD4+ T cells by up-regulating AMPK-mediated fatty acid oxidation
抗 β1 肾上腺素受体自身抗体通过上调 AMPK 介导的脂肪酸氧化促进天然调节性 T 细胞与活化 CD4 T 细胞的分化
DOI:--
发表时间:2019
期刊:Cell Death & Disease
影响因子:9
作者:Xu Wenli;Wu Ye;Wang Li;Bai Yan;Du Yunhui;Li Yang;Cao Ning;Zhao Yuhui;Zhang Youyi;Liu Huirong
通讯作者:Liu Huirong
心衰患者中单克隆β1-肾上腺素受体自身抗体的筛选及其对受体构象影响的研究
  • 批准号:
    32271156
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    刘慧荣
  • 依托单位:
调节性T细胞衰老在β1肾上腺素受体自身抗体致心衰中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81970334
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    刘慧荣
  • 依托单位:
血管紧张素II-1型受体自身抗体致子痫前期胎盘血管功能失稳态的分子机制研究
  • 批准号:
    91539205
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    230.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    刘慧荣
  • 依托单位:
线粒体Omi/HtrA2及其下游通路在加重衰老心肌缺血/再灌注损伤中的机制研究
  • 批准号:
    81270283
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    120.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    刘慧荣
  • 依托单位:
抗β1-肾上腺素受体自身抗体致心律失常的作用及其电生理机制
  • 批准号:
    81070263
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    33.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    刘慧荣
  • 依托单位:
Omi/HtrA2在衰老心肌对缺血/再灌注损伤易感性增加中的作用
  • 批准号:
    30973163
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    刘慧荣
  • 依托单位:
国内基金
海外基金