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HSPA12A打断成纤维细胞“Hif1α-糖酵解-乳酸输出”正反馈环路改善心肌梗死后心肌纤维化的研究

批准号:
82170295
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
丁正年
依托单位:
学科分类:
心肌损伤、修复、重构和再生
结题年份:
2025
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
孔秋月、马禾、张小进、闵新栩、毛芊、戴媛、李蕴凡

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
心肌纤维化是心肌梗死(MI)后恶性重塑的关键病理基础,而心肌纤维化依赖于心脏成纤维细胞(CFs)持久活化,但CFs持久活化的机制尚有待阐明。.HSPA12A是HSP70家族成员。在前1项国家自然基金研究中我们发现:(1)缺氧触发的“Hif1α-糖酵解-乳酸输出”正反馈环路,可能介导了CFs持久活化;(2)成纤维细胞HSPA12A减轻MI心肌纤维化,该作用可能是通过增加Smurf1对MCT4泛素化降解、抑制其介导的乳酸输出、打断“Hif1α-糖酵解-乳酸输出”正反馈环路、纠正CFs持久活化而实现的。.本项目将在前期基础上,采用成纤维细胞HSPA12A转基因鼠、基因敲除鼠,综合评价成纤维细胞HSPA12A对MI心肌纤维化的改善作用;并结合细胞模型,阐明“Hif1α-糖酵解-乳酸输出”正反馈环路在CFs活化中的作用,以明确其保护机制。研究结果将从CFs活化的角度,为防治MI心肌纤维化提供新思路。
英文摘要
Cardiac fibrosis is the fundamental pathological event for the development of adverse remodeling post myocardial infarction (MI). The sustained activation of cardiac fibroblasts (CFs) is necessary for cardiac fibrosis. However, it has not been fully understood how CFs is sustained activated post MI. .HSPA12A is a novel member of HSP70 family. During the last NSFC (#81870234) studies, we observed the hypoxia-triggered “Hif1α-glycolysis-lactate export” positive feedback loop was associated with the sustained activation of CFs. More importantly, we found that HSPA12A was downregulated during CFs activation, whereas overexpression of HSPA12A in fibroblasts attenuated post-MI fibrosis. The pilot studies suggest that this action of HSPA12A could be mediated by directly binding to ubiquitin ligase Smurf1 to promote its-mediated MCT4 degradation, thereby inhibits the glycolysis-generated lactate export, which in turn breaks “Hif1α-glycolysis-lactate export” positive feedback loop for the CFs activation..To test this possibility, we will comprehensively evaluate the protection of CFs HSPA12A against post-MI fibrosis using fibroblast-specific HSPA12A transgenic and knockout mice. We will also investigate whether the protection of fibroblast HSPA12A against post-MI fibrosis is achieved by breaking “Hif1α-glycolysis-lactate export” positive feedback loop by using both mice and cell culture models. The results will provide novel clues for identifying potential targets of post-MI fibrosis based on inhibiting CFs activation.
心肌梗死(MI)导致的心肌纤维化是心室重塑和心力衰竭发生发展的关键病理机制,寻找有效的干预靶点具有重要临床意义。本项目针对热休克蛋白家族的不典型成员HSPA12A在心肌梗死后心肌纤维化中的作用及其机制进行了深入系统的研究。.本项目研究发现,HSPA12A在心脏成纤维细胞(CFs)中的表达丰度显著高于心肌细胞,约为后者的5倍。在心肌梗死小鼠模型及TGF-β1诱导的CFs活化模型中,HSPA12A的表达均显著下调,且与纤维化标志物(α-SMA、Collagen III)的表达呈负相关。利用HSPA12A基因敲除小鼠(Hspa12a-/-)构建心梗模型,结果显示:HSPA12A缺失显著加重了MI诱导的心肌间质纤维化程度,导致左室射血分数(EF%)和短轴缩短率(FS%)进一步恶化,证实HSPA12A是心肌梗死后心肌纤维化的内源性抑制因子。.在机制探索方面,本项目通过功能获得与缺失实验,揭示了HSPA12A通过重塑细胞代谢抑制CFs活化。研究发现,HSPA12A过表达显著抑制了TGF-β1诱导的糖酵解关键酶(GLUT4, HK II, PKM2)表达及乳酸生成,而糖酵解抑制剂2-DG可逆转HSPA12A缺失导致的CFs过度活化。进一步分子机制研究表明,HSPA12A作为一个支架蛋白,能够直接与肿瘤抑制因子p53及去泛素化酶USP10结合。HSPA12A促进了USP10对p53的去泛素化作用,从而增加了p53的蛋白稳定性及其在细胞核内的富集。核内p53水平的升高进而抑制了糖酵解途径,最终阻断了成纤维细胞向肌成纤维细胞的分化。使用p53抑制剂PFT-α或USP10抑制剂Spautin-1均能消除HSPA12A对CFs糖酵解和纤维化的抑制作用。.综上所述,本项目阐明了HSPA12A通过“USP10-p53-糖酵解”轴调控心肌成纤维细胞活化、进而改善心肌梗死后心肌纤维化和心功能的分子机制。该研究不仅发现了HSPA12A作为心脏成纤维细胞代谢重编程的关键调控因子,也为防治心肌梗死后心力衰竭提供了新的潜在治疗靶点和理论依据。项目执行期间,研究团队在《Journal of Advanced Research》、《Autophagy》等SCI期刊发表多篇高水平学术论文,相关药物正在开发中,圆满完成了既定研究任务。
HSPA12A打断成纤维细胞“Hif1α-糖酵解—乳酸输出”正反馈环路改善心肌梗死后心肌纤维化的研究
  • 批准号:
    82170295
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.00万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    丁正年
  • 依托单位:
HSPA12A打断成纤维细胞“Hif1α-糖酵解-乳酸输出”正反馈环路改善心肌梗死后心肌纤维化的研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    丁正年
  • 依托单位:
HSPA12A对急性心肌梗死的保护作用及机制研究: 对exosome/miR145介导的巨噬细胞“Adam17/MerTK/胞葬功能”信号的正调节
  • 批准号:
    81870234
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    丁正年
  • 依托单位:
内皮细胞HSPA12B对心脏老化的延缓作用及机制研究
  • 批准号:
    81571378
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    丁正年
  • 依托单位:
国内基金
海外基金