PRG4介导TLR2/4通路调控心肌细胞凋亡在小鼠急性心肌梗死中的作用的研究

Acute myocardial infarction(AMI) is the leading cause of cardiovascular death. Proteoglycan 4 (PRG4) is composed of a core protein with covalently attached glycosaminoglycans (GAGs), which could interact with growth factors, cytokines and growth factor receptors. Latest studies revealed a significant role of PRG4 in suppressing inflammation by interacting with Toll-like receptor 2/4 (TLR2/4). Besides, PRG4 is also involved in chondrocyte apoptosis. Nevertheless, PRG4 has never been investigated in AMI. Toll-like receptors are expressed on cardiomyocytes. Loss of TLR2/4 is associated with reduced expression of inflammatory cytokines and improvement of cardiac remodeling. Our preliminary study showed that PRG4 is upregulated in the acute phase of AMI. In vitro study demonstrated that PRG4 is mainly expressed in cardiomyocytes, and excreted into extracellular space during cardiomyocyte apoptosis. Hence, we hypothesized that PRG4 affects the progression of AMI via regulating cardiomyocyte apoptosis through TLR2/4 pathway. Therefore, we will employ PRG4 knockout and overexpressing mouse AMI models, gene overexpression and knockdown technology to verify whether PRG4 affects the progression of AMI via TLR2/4. Our study is expected to disclose new mechanisms of pathogenesis of AMI and to provide evidence for PRG4 as a new therapy target for clinics.

急性心肌梗死（AMI）是首位心血管死亡原因。蛋白多糖4（PRG4）由富含生物活性的粘多糖及核心蛋白构成，最新研究发现PRG4参与炎症反应并可抑制软骨细胞凋亡，且可通过Toll样受体2/4（TLR2/4）抑制炎症因子，但其在心脏疾病中的作用尚无研究。Toll样受体在心肌细胞及炎症细胞上广泛表达,TLR2/4缺失可改善AMI心肌细胞凋亡及心脏重构。我们预实验研究发现AMI急性期PRG4表达增多；体外实验表明PRG4主要由心肌细胞表达，且心肌细胞缺氧凋亡时，PRG4被分泌至细胞外。因此我们推测心肌细胞分泌的PRG4可能通过TLR2/4通路调控心肌细胞细胞凋亡在AMI中发挥作用。本项目拟采用PRG4基因敲除及过表达小鼠AMI模型，基因过表达及干扰等技术，阐明PRG4在AMI中调控心肌细胞凋亡的机制。本研究有助于阐明AMI发病机制和寻找潜在药物作用靶点。

急性心肌梗死（AMI）是首位心血管死亡原因。蛋白多糖4（PRG4）由富含生物活性的粘多糖及核心蛋白构成，最新研究发现PRG4参与炎症反应并可抑制软骨细胞凋亡，且可通过Toll样 受体2/4（TLR2/4）抑制炎症因子，但其在心脏疾病中的作用尚无研究。我们通过构建小鼠心梗模型，应用腺病毒RNAi等技术，阐明PRG4在心梗后心衰中的作用机制。本研究发现心肌梗死后小鼠心脏组织中PRG表达显著升高，以梗死区改变最明显。PRG4在小鼠心肌梗死后第 3天表达量最高，此后逐渐回落，但仍显著高于假手术组。心脏PRG4敲低小鼠其心肌梗死后中性粒细胞浸润减少，TLR2表达下降，心功能显著改善。通过细胞定位，本研究发现PRG4在心肌细胞与心脏成纤维细胞中表达。缺氧刺激心肌细胞凋亡明显增加，同时心肌细胞内PRG4水平显著降低，但上清中PRG4含量显著增加。心脏成纤维细胞PRG4敲低显著抑制了成纤维细胞炎症因子IL-1β的表达，并抑制成纤维细胞迁移；同时心脏成纤维细胞PRG4敲低显著抑制了TGF-β介导的α-SMA表达与胶原合成，提示 PRG4敲低抑制了成纤维细胞向肌成纤维细胞的转化。本研究揭示PRG4敲低具有抗炎和抗纤维化作用，对心肌梗死后心功能不全起保护作用。可以开发抑制PRG4表达的药物以及PRG4抗体， 为心肌梗死后心功能不全的的未来选择治疗方法提供了新的策略。

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