hCINAP在尿毒症毒素相关的心肌损伤中的作用及机制研究
批准号:
82100778
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
龙广凤
依托单位:
学科分类:
慢性肾脏病及其并发症
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
龙广凤
中文摘要
心血管并发症是慢性肾脏病患者死亡的主要原因。尿毒症毒素是导致心血管高炎症病变的重要因素,但具体机制仍不清楚。研究发现hCINAP可以通过降低IKB激酶(IKK)复合物的作用负向调节NF-κB。预实验发现,尿毒症毒素IS处理诱导心肌细胞后hCINAP的表达显著降低;过表达hCINAP 能够抑制IS诱导的NF-κB磷酸化并改善细胞炎症。提示hCINAP可能通过调控NF-κB磷酸化参与了尿毒症毒素引起的心肌损伤。此外,生物信息学分析显示转录因子Oct-1与hCINAP启动子区有结合位点,IS处理也抑制了Oct-1表达,过表达Oct-1则上调了hCINAP。因而推测:IS通过Oct-1下调hCINAP表达,通过激活NF-κB磷酸化及细胞炎症反应,在尿毒症毒素引起的心肌损伤进程中起重要作用。本课题将在动物、细胞和分子水平探讨hCINAP在尿毒症毒素引起的心肌损伤中的作用及机制。
英文摘要
Cardiovascular complications are the leading cause of death in patients with chronic kidney disease. Uremia toxin is an important factor leading to cardiovascular hyperinflammatory diseases, but the specific mechanism is still unclear. HCINAP was found to negatively regulate NF-κB by decreasing the action of the IKB kinase (IKK) complex. Preliminary experiments showed that the expression of HCINAP was significantly decreased after the induction of Uremia toxin IS. Overexpression of HCINAP can inhibit NF-κB phosphorylation and improve cell inflammation.Silencing HCINAP can promote NF-κB phosphorylation and cell inflammation.These results suggest that HCINAP may be involved in uremia toxin-induced myocardial injury by regulating NF-κB phosphorylation. In addition, bioinformatics analysis showed that the transcription factor OCT-1 had binding sites with the promoter region of HCINAP, and IS treatment also decreased the expression of OCT-1, while overexpression of OCT-1 up-regulated HCINAP. Therefore, it was speculated that IS up-regulated the expression of HCINAP through OCT-1, and the latter inhibited cellular inflammatory response by inhibiting the phosphorylation of NF-κB, and played a protective role in the process of myocardial injury induced by uremia toxin. This project will explore the role of HCINAP in the pathogenesis of uremia toxins at animal, cellular and molecular levels.
尿毒症心肌病是慢性肾脏病(CKD)最常见的心血管并发症和首位死亡原因。大量尿毒症毒素蓄积可能是尿毒素诱导心肌损伤的突出诱因。其中硫酸吲哚酚 (indoxyl sulfate,IS) 被认为是与心血管疾病密切相关的独立危险因素。人类螺旋蛋白相关反应核 ATP 酶蛋白(human coffin-interacting nuclear ATPase protein, hCINAP),是一种非典型核酶,具有腺苷酸激酶(AK)和 ATP酶结构特征及持久的酶催化活性。hCINAP 可通过对人螺旋蛋白、NF-κB、p35等蛋白的调控实现多种生物学效应。我们既往研究发现,尿毒症时hCINAP水平显著降低,而转染了hCINAP的尿毒症小鼠心脏功能明显改善,推测hCINAP水平与尿毒症心肌损伤密切相关。为进一步明确hCINAP在尿毒症心肌损伤中的作用,本项目以H9c2心肌细胞、hCINAP基因缺陷小鼠,尿毒症小鼠为研究对象,探讨hCINAP抑制尿毒症毒素诱导心肌损伤的作用及机制。.本项目的研究发现:我们的研究发现IS诱导的心肌损伤细胞和CKD动物模型中,hCINAP的蛋白水平显著下调。体外实验:H9c2心肌细胞中敲低hCINAP,加重IS诱导的细胞凋亡、炎症、线粒体功能障碍。过表达hCINAP可显著减轻IS诱导的细胞凋亡及氧化应激、炎症、线粒体功能障碍。体内实验:使用hCINAP基因敲除小鼠,制备CKD模型。结果发现,hCINAP敲除加重了CKD诱导的心功能损伤。此外,hCINAP缺失导致线粒体功能障碍加重。另外,通过尾静脉高通量注hCINAP过表达AAV腺病毒,发现过表达hCINAP显著改善了CKD诱导的心功能损伤及线粒体功能。机制上,我们通过蛋白测序和质谱分析,分析到下游AMPKα2,所以我们开展了AMPKα2在CKD心肌损伤中的部分研究,通过给与AMPKα2激动剂(AICAR) 激活AMPKα2,制备尿毒症心肌损伤模型,结果发现过AICAR有效保护尿毒症心肌损伤。.综上所述,我们的结果证明CKD后hCINAP的降低显著加重了心肌炎症反应和线粒体功能障碍,导致心肌损伤的进展;上调机体hCINAP水平,是干预尿毒症心肌病的有效措施。本项目研究不仅从心、肾内在关联角度诠释了尿毒症心肌病的发病原因,同时也为临床转化医学提供了可能的防治靶点。
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