课题基金 / 基金详情

高尿酸通过激活免疫蛋白酶体催化亚型LMP7致心肌肥厚的机制研究

批准号:
82070427
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
姜一农
依托单位:
学科分类:
心力衰竭
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
姜一农

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
高尿酸血症与心血管疾病密切相关,既往研究多关注其在动脉粥样硬化等血管损伤中作用。晚近研究发现高尿酸亦参与心肌肥厚与损伤,但分子生物学机制尚无报道。本团队研究证实免疫蛋白酶体催化亚型LMP7促进小鼠压力负荷诱导的心肌肥厚,为此我们做了前期研究探索LMP7是否参与高尿酸诱导的心肌肥厚。结果发现高尿酸诱导小鼠心肌肥厚伴心肌LMP7表达上调,敲除或抑制LMP7可降低高尿酸小鼠血清尿酸水平,抑制心肌肥厚、纤维化和炎症反应,但相关分子机制仍需深入研究。故本课题拟采用尿酸酶基因敲除小鼠构建高尿酸血症小鼠模型,并通过抑制、敲除或过表达LMP7,进一步系统研究LMP7在高尿酸性心肌肥厚中的作用。同时应用基因芯片及分子生物学手段,阐明和证实LMP7是否通过调控自噬,降解黄嘌呤脱氢酶(XDH),进而抑制高尿酸性心肌肥厚的分子机制,为高尿酸性心肌肥厚治疗提供新的靶点。
英文摘要
Hyperuricemia is closely associated with cardiovascular diseases such as atherosclerotic vascular injury. Previous study demonstrated immunoproteasome catalytic subunit LMP7 promoted pressure-overload induced cardiac hypertrophy in mice (Science Advances 2019), but the mechanism involved was not elucidative. We found that large multifunctional peptidase 7 (LMP 7) participate pressure-overload induced cardiac hypertrophy in previous study. But whether LMP7 participate in hyperuricemia induced cardiac hypertrophy was obscure. Our previous data demonstrated that hyperuricemia induced cardiac hypertrophy in mice accompany with increased LMP7 expression in heart tissues. Serum uric acid concentration was reduced while cardiac hypertrophy was abolished in LMP7 Knockout mice; fibrosis and inflammation with hyperuricemia were also observed in mice. We found knockout of LMP7 induced autophagic degradation of xanthine dehydrogenase (XDH) in cardiomyocytes, however, the relative molecular mechanism need be further investigated. This project is planning to use urate oxidase knockout mice to establish mice model of hyperuricemia, and then LMP7 was further inhibited, knocked out or overexpressed to investigated the role of LMP7 in hyperuricemia induced cardiac hypertrophy. The combination of gene microarrays technique and molecular/cellular approaches would assist to uncover the potential mechanisms that LMP7 regulated autophagic degradation of XDH that subsequently inhibited cardiac hypertrophy in mice with hyperuricemia. The subjective of this project is to provide important evidence for searching new target to treat hyperuricemia-induced heart failure.
高尿酸血症已成为第二大最常见的代谢紊乱疾病,且与心血管疾病密切相关。然而,UA对心脏功能的影响及机制还未明确。因此,我们从体内、体外水平以及临床研究中分别探讨不同UA水平对心脏功能的影响及作用机制。方法:(1)正常喂养UOX+/-雄性小鼠和对照组雄性小鼠,分别在3、6、9、12、15、18个月用ELISA试剂盒检测小鼠血清尿酸水平。(2)在小鼠18月龄时,进行心房程序电刺激,记录两组小鼠腔内电图。(3)对上述两组18月龄小鼠心房组织进行转录组测序。(4)提取上述两组小鼠心房组织进行蛋白印迹实验。(5)构建多通量实时电生理监测心脏芯片。并对芯片各项功能进行表征,包括细胞在该平台的生存状态,芯片自发形成浓度梯度的能力和稳定性,场电位采集能力及稳定性。(6)基于心脏芯片确定体外高尿酸微环境的尿酸浓度。(7)基于芯片筛选体外高尿酸环境下LDN57444(UCHL1抑制剂)的药效浓度,评估心肌细胞表面积,搏动行为,场电位,巨噬细胞黏附,分泌蛋白,钙瞬变)。(8)评估高尿酸环境下,不同LDN57444药物浓度干预心肌后的细胞场电位和细胞活力。(9)在UOX+/-雄性小鼠18月龄时,腹腔注射LDN57444 30 μg/Kg(每天1次,1月)。小鼠进行心房程序电刺激,记录两组小鼠腔内电图。(11)通过全细胞膜片钳,评估对照组,UOX+/-,UOX+/--LDN57444心房细胞的APD50、APD90、RMP、IK1、IKs 、ICa-L电流。结果发现与对照组相比,UOX+/-雄性小鼠随着年龄增长,血清尿酸水平逐渐升高,18月龄UOX+/-雄性小鼠房颤易感性增加。转录组学和蛋白印迹实验表明,UCHL1在HUA小鼠心房组织中显著上调。我们构建的心脏芯片,首次将高密度金字塔阵列微流体网络与心脏芯片集成,实现了电生理信号的实时记录和精确浓度梯度的生成。利用心脏芯片,我们进行了药物筛选,以评估LDN57444在HUA微环境下对心肌细胞的作用。本研究表明LDN5744(1.0 μM)通过逆转IK1、IKs 、ICa-L电流的增加,缓解了HUA引起的心肌细胞电紊乱,具有预防心房电重构和治疗AF的潜力。
微流控芯片技术研究血管内皮细胞肾素(前体)受体表达的调控机制及在动脉粥样硬化中的作用
  • 批准号:
    81570391
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    姜一农
  • 依托单位:
壁切变力对内皮细胞功能影响及在动脉硬化发生中的作用
  • 批准号:
    30271433
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2002
  • 负责人:
    姜一农
  • 依托单位:
国内基金
海外基金