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大连医科大学颁发Science子刊文章:β5i在心脏肥大发展过程中的新作用


丽江乐投letou生物报路:病理性心脏肥大若是没有得到充分的医治,,,,,,,,最终会导致心力衰竭。。。。。 。。一组钻研人员报路的最新发现指出,,,,,,,,在血管严重素II(Ang II)处置过的心肌细胞和肥大心脏中,,,,,,,,免疫蛋白酶体催化亚基β5i表白和活性显著增长,,,,,,,,并且这种作用在心肌细胞和转基因幼鼠中通过β5i过表白加剧。。。。。 。。这讲了然β5i在调节心脏肥大中的新作用,,,,,,,,因而抑造β5i的活性也许能够作为针对心脏肥大的一种新鲜的医治步骤。。。。。 。。

这一钻研成就颁布在5月8日的Science Advances杂志上,,,,,,,,文章的通讯作者是大连医科大学公共卫生学院院长李汇华教授与首都医科大学王红霞,,,,,,,,李教授针对心血管疾病。。。。 。。ㄔ毯脑嗨ソ摺⑿募」K馈⒏哐辜靶穆杀涮龋┎⒄沟牟±砩砘旆⒄棺暄,,,,,,,,重要探求泛素蛋白质建饰、免疫炎症及营养代谢失衡调节心血管疾病的病理生理机造。。。。。 。。

心脏衰竭是各类心脏病的最后阶段,,,,,,,,是全世界发病率和殒命率的一个重要原因。。。。。 。。慢性心脏衰竭的两个特点是心脏肥厚和存活心肌收缩力降低。。。。。 。。作为心脏衰竭的预兆,,,,,,,,心脏肥厚是心脏对持久压力(如慢性压力、体积超载或神经激素刺激)的一个极度? ?????贪宓南煊Α。。。。 。。

心脏肥厚通常能够分为生理性或病理性肥大。。。。。 。。初始的肥大反映可用来维持心输出量。。。。。 。。在初始阶段的补充后,,,,,,,,若是肥厚性增长会导致心脏职能阻碍,,,,,,,,那么就被以为是病理性肥大。。。。。 。。

迄今为止,,,,,,,,已证明多种信号通路可正调节蛋白质合成和心肌肥大,,,,,,,,蕴含胰岛素样成长因子1受体(IGF1R)/磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/ AKT,,,,,,,,表皮成长因子受体(EGFR)/有丝割裂原-活化蛋白激酶(MAPK),,,,,,,,gp130 / Janus激酶(Jak)/信号转导和转录激活因子3(STAT3),,,,,,,,以及活化T细胞(NFAT)蹊径的钙调神经磷酸酶/核因子。。。。。 。。因而,,,,,,,,针对这些受体和下游介质的表白和活化的医治战术极度拥有潜力。。。。。 。。

泛素-蛋白酶体系统(UPS)和溶酶体-自噬蹊径是蛋白质降解两个最沉要的细胞机造。。。。。 。。自噬通常被以为是一种非特异性过程,,,,,,,,能够降解长命命蛋白质和异常蛋白质荟萃体。。。。。 。。与自噬相反,,,,,,,,UPS是真核细胞中细胞内蛋白质降解的重要蹊径。。。。。 。。尺度20S蛋白酶体蕴含三个β亚基,,,,,,,,即β1(PSMB6),,,,,,,,β2(PSMB7)和β5(PSMB5),,,,,,,,它们别离代表蛋白酶体的半胱天冬酶样,,,,,,,,胰蛋白酶样和胰凝乳蛋白酶样活性。。。。。 。。

用细胞因子如滋扰素-γ(IFN-γ)刺激后,,,,,,,,三种代替β亚基(也称为免疫亚单元):β1i[大多职能肽酶2(LMP2)或PSMB9)],,,,,,,,β2i(MECL-1或PSMB10)和β5i (LMP7或PSMB8)被诱导,,,,,,,,取代其尺度亚基形成20S免疫蛋白酶体。。。。。 。。

免疫蛋白酶体的重要职能是改善重要组织相容性复合物-I(MHC-I)抗原呈递。。。。。 。。免疫蛋白酶体还拥有多种生物学职能,,,,,,,,蕴含促炎细胞因子产生,,,,,,,,T细胞分化和存活,,,,,,,,氧化应激和肌肉质量。。。。。 。。

李教授之前的钻研批注,,,,,,,,在肥大应激下心脏中免疫亚单元β5i的表白和胰凝乳蛋白酶样活性显著增长。。。。。 。。并且他们的数据显示β5i还参加幼鼠血管严重素II(Ang II)诱导的心房抖动的调节。。。。。 。。然而,,,,,,,,β5i在调节心脏肥大中的职能依然未知。。。。。 。。

在这项钻研中,,,,,,,,钻研组成员分析了原代心肌细胞,,,,,,,,β5i敲除(KO)幼鼠和心脏特异性β5i转基因(β5i-Tg)幼鼠(由赛业生物提供转基因幼鼠服务),,,,,,,,了局发现了β5i在心脏肥大发展中的新作用——作为Ang II诱导的心脏肥大的新型正调节剂,,,,,,,,指出了肥大心脏中免疫蛋白酶体和自噬之间的必要赔偿性联系。。。。。 。。

肥大心脏和HF患者中β5i表白增长

为了鉴定受损心肌内的蛋白酶体亚基表白谱,,,,,,,,钻研人员通过Ang II输注在野生型(WT)幼鼠中诱导急性心脏肥大,,,,,,,,并使用芯片测定法分析蛋白酶体亚基表白。。。。。 。。

了局他们发现,,,,,,,,在47个蛋白酶体亚基基因中,,,,,,,,免疫亚单元β5i(也称为PSMB8或LMP7)在Ang II输注的第1天在心脏中显著上调。。。。。 。。之后通过定量聚合酶链反映(qPCR)分析证实β5imRNA的表白增长。。。。。 。。

同时,,,,,,,,在Ang II处置过的心脏中β2i(也称为PSMB10)的mRNA水平增长,,,,,,,,但幼于β5i的mRNA水平。。。。。 。。不外Ang II处置后心脏组织中尺度亚基(β1,,,,,,,,β2和β5)和免疫亚单元β1i的表白没有差距。。。。。 。。此表,,,,,,,,在Ang II处置的新生大鼠心肌细胞(NRCM)中β5i蛋白水平增长。。。。。 。。在Ang II输注2周后,,,,,,,,5i的表白在幼鼠心脏中也增长了。。。。。 。。在Ang II刺激后,,,,,,,,新生大鼠心脏成纤维细胞中β5i表白没有扭转(图1)。。。。。 。。

(图1)

为了查抄β5i是否在人类HF中拥有一样的沉要作用,,,,,,,,钻研人员又分析了心脏组织中β5i和B型利钠肽(BNP; HF象征物)的表白。。。。。 。。免疫组织化学显示衰竭心脏中β5i和BNP的表白显著高于正常对照组。。。。。 。。

此表,,,,,,,,与对照组相比,,,,,,,,HF患者的血清β5i和胰凝乳蛋白酶样活性水平也增长。。。。。 。。之后,,,,,,,,钻研人员通过单一的交叉造表和比值比(ORs)的推算分析了HF患者血清β5i或胰凝乳蛋白酶样活性水平的关系。。。。。 。。多变量逻辑回归分析检测了血清β5i或胰凝乳蛋白酶样活性水平对HF的独立贡献。。。。。 。。这些了局均批注β5i可能在心脏肥大的调节中起关键作用。。。。。 。。

敲除β5i,,,,,,,,能够在体表抑造心肌细胞肥大

为了确定β5i在心脏肥大时对职能的影响,,,,,,,,钻研人员首先查抄β5i是否在体表阐扬促肥大或抗肥大作用。。。。。 。。他们发现与siRNA对拍照比,,,,,,,,敲低β5i减弱了Ang II诱导的心肌细胞大幼的增长,,,,,,,,以及心房利钠因子(ANF)和BNP的表白。。。。。 。。

为证实这些发现,,,,,,,,钻研人员进行了进一步的钻研,,,,,,,,发现与Ang-II医治后的Ad-GFP对照组相比,,,,,,,,Ad-β5i对NRCM的习染使β5i水平增长2.3倍,,,,,,,,心肌细胞大幼增长,,,,,,,,ANF和BNP表白增长。。。。。 。。此表,,,,,,,,与Ang2刺激后的siRNA对拍照比,,,,,,,,β5i的siRNA敲低降低了AKT和细胞表信号调节激酶1/2(ERK1/2)的磷酸化水平。。。。。 。。然而,,,,,,,,β5i的敲低或过表白对基础前提下的心肌细胞没有影响。。。。。 。。

接下来,,,,,,,,他们又分析了β5i对苯肾上腺素处置的心肌细胞的影响。。。。。 。。与Ang II处置细胞的数据一致,,,,,,,,与siRNA对拍照比,,,,,,,,β5i的敲低也削减了去氧肾上腺素诱导的心肌细胞肥大和ANF的表白,,,,,,,,这些数据批注敲低β5i在体表能抑造心肌细胞肥大。。。。。 。。

β5i通过自噬调节心肌细胞大幼

为了确定β5i是否通过自噬调节心肌细胞大幼,,,,,,,,钻研人员用siRNAs习染心肌细胞,,,,,,,,降低内源性β5i和ATG5的水平。。。。。 。。 蛋白质印迹分析显示,,,,,,,,与siRNA-对拍照比,,,,,,,,siRNA-β5i和siRNA-ATG5别离实现β5i和ATG5水平的降低。。。。。 。。

此表,,,,,,,,与siRNA对拍照比,,,,,,,,β5i的敲低减弱了Ang II诱导的心肌细胞大幼,,,,,,,,ANF表白以及AKT和ERK1/2磷酸化的增长,,,,,,,,这种削减通过敲低ATG5或β5i和ATG5能够齐全逆转。。。。。 。。

为了进一步证实自噬对心肌细胞大幼和有关信号传导蹊径的影响,,,,,,,,钻研人员用siRNA-β5i习染心肌细胞,,,,,,,,并用氯喹(一种自噬抑造剂)处置。。。。。 。。他们发现与siRNA对拍照比,,,,,,,,β5i的敲低增长了ATG5的表白,,,,,,,,并且氯喹处置进一步加强了这种成效。。。。。 。。与siRNA-ATG5习染细胞的观察了局一致,,,,,,,,β5i敲低介导的Ang II诱导的心肌细胞大幼增长,,,,,,,,ANF表白和AKT和ERK1/2磷酸化的减弱也是在siRNA-β5i习染的细胞中通过氯喹处置逆转。。。。。 。。此表,,,,,,,,仅通过氯喹就能够复原β5i敲低对心肌细胞肥大的抑造作用。。。。。 。。

总之,,,,,,,,这些了局批注阻断β5i活职能够通过诱导自噬来赔偿,,,,,,,,并且自噬的抑造逆转了β5i敲低的;;;;;;ぷ饔谩。。。。 。。

图2

压力超负荷时,,,,,,,,敲除ATG5能抵消β5i缺点幼鼠的心脏;;;;;;ぷ饔
为了测试ATG5依赖性自噬是否介导β5i缺失对心脏肥大的抑造作用,,,,,,,,钻研人员用rAAV9-siRNA注射WT或β5iKO幼鼠以敲低内源性ATG5表白。。。。。 。。在注射rAAV9-siATG5后3周,,,,,,,,他们发现与rAAV9- sicontrol相比,,,,,,,,AAV9-siATG5注射显著降低了心脏中的ATG5蛋白水平。。。。。 。。与rAAV9-sicontrol相比,,,,,,,,β5iKO幼鼠出现了心脏职能改善。。。。。 。。

因而,,,,,,,,与rAAV9- sicontrol幼鼠相比,,,,,,,,β5iKO幼鼠中ATG5的敲低也降低了LC3-II/I比率,,,,,,,,但增长了ERK1/2活化。。。。。 。。与TAC后的rAAV9- sicontrol动物相比,,,,,,,,WT幼鼠中的ATG5敲低拥有类似的成效。。。。。 。。因而,,,,,,,,这些体内数据批注β5iKO通过增长ATG5的水平来减弱心脏肥大。。。。。 。。

幼结

总之,,,,,,,,这项钻研发现免疫亚单元β5i拥有推进病理性肥厚沉塑的关键调节剂的新作用。。。。。 。。β5i靶向ATG5降解并抑造自噬的激活,,,,,,,,从而导致心脏肥大和职能阻碍,,,,,,,,这批注免疫蛋白酶体与心脏肥大法式中自噬激活之间的必要赔偿关系。。。。。 。。

下一步,,,,,,,,钻研组将进一步确定哪种E3衔接酶推进ATG5泛素化,,,,,,,,并确定β5i的抑造是否能够作为肥大性疾病的医治新战术。。。。。 。。


作者简介:

李汇华, 大连医科大学公共卫生学院院长,,,,,,,,心血管钻研所所长,,,,,,,,教育部长江学者特聘教授,,,,,,,,“国度卓越青年科学基金”获得者。。。。。 。。1998年获得中国协和医科大学博士学位,,,,,,,,1998-2005年别离在美国Wake Forest大学病理学系和美国北卡大学心血管生物学钻研中心做博士后和钻研助理,,,,,,,,2005-2010年在北京协和医学院病理学系任教授,,,,,,,,2010-2014年在首都医科大学任教授,,,,,,,,2015-至今在大连医科大学工作。。。。。 。。近些年入选“国度百千万人才工程”并获得“有凸起贡献中青年专家”、中国侨界创新人才贡献奖、享受国务院当局特殊津贴、辽宁省攀登学者等荣誉称号。。。。。 。。

钻研方向:

心血管疾病。。。。 。。ㄔ毯脑嗨ソ摺⑿募」K馈⒏哐辜靶穆杀涮龋┎⒄沟牟±砩砘熳暄幼。。。。 。。重要探求泛素蛋白质建饰、免疫炎症及营养代谢失衡调节心血管疾病的病理生理机造。。。。。 。。

原文标题:

The immunoproteasome catalytic β5i subunit regulates cardiac hypertrophy by targeting the autophagy protein ATG5 for degradation

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