Calpain调节HDAC3活性介导病毒性扩张型心肌病心肌纤维化发生的机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81772109
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1602.器官功能衰竭与支持
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

One of the malignant outcomes of viral myocarditis is its progression into dilated cardiomyopathy (DCM). The prognosis of DCM are poor; however, the treatment of DCM is still lack of specific measures. And myocardial fibrosis is the important pathological changes in DCM. Our previous study has shown that calcium dependent cysteine protease (calpain) induce myocardial fibrosis in the mice with CVB3-induced DCM; however, the detailed mechanism is not clear. Nuclear factor-ΚB (NF-ΚB) is closely related to fibrosis, and acetylation is reported to play an important role on the regulation of NF-ΚB activity. Several investigations have shown that histone deacetylase 3 (HDAC3) is a key to regulate the acetylation of NF-ΚB. Recently, we have found that calpain can increase HDAC3 expression and activate NF-ΚB in the murine model of CVB3-induced DCM. Therefore, we propose the hypothesis that calpain contributed to myocardial fibrosis through increasing acetylation of NF-kB. To explore the potential mechanisms, we will furtherly study the effects of subtypes of calpain on myocardial fibrosis after CVB3 infection in vivo and in vitro, and the mechanisms on calpain-regulated the acetylation of NF-ΚB. The study is expected to reveal the new mechanisms on calpain-induced myocardial fibrosis in DCM and provide the novel ideas for the treatment of DCM.
病毒性心肌炎发病率高,慢性迁延导致的扩张型心肌病(DCM)病死率高,治疗棘手。心肌纤维化是其重要病理改变。我们前期发现钙离子依赖性的半胱氨酸蛋白酶(calpain)可诱导病毒性DCM小鼠心肌纤维化,机制不清。NF-ΚB活化与纤维化密切相关,而乙酰化修饰是其活性调节的重要方式。既往报道组蛋白去乙酰基酶(HDAC3)是调控NF-ΚB乙酰化的关键靶点。新近我们发现在病毒性DCM中,Calpain可上调HDAC3表达,并引起NF-ΚB活化。故提出假说:Calpain通过诱导NF-ΚB乙酰化,促进心肌纤维化。为了弄清其机制,本项目拟进一步在细胞、过表达calpain内源性抑制蛋白小鼠模型上研究CVB3感染后calpain不同亚型活性变化对心肌纤维化的作用,明确calpain特异性亚型对NF-ΚB乙酰化调控的分子机制,有望揭示calpain促进心肌纤维化的新机制,为临床DCM诊治靶标的探寻提供新思路。

结项摘要

心肌纤维化是病毒性扩张型心肌病的重要病理特征,病毒感染后通过其介导的炎症免疫反应是调控心肌炎心肌纤维化发生发展的主要因素。我们既往的研究发现,感染CVB3的calpastain转基因小鼠(TG-CAST小鼠)心肌纤维化程度明显减轻,肌间质纤维结缔组织总量减少。提示,抑制calpain活性可逆转心肌纤维化的发生。为了探讨其可能机制,本项目利用TG-CAST转基因小鼠建立急、慢性病毒性心肌炎模型,针对病毒感染后calpain活化通过影响NF-ΚB/HMGB1乙酰化,进而调控炎症相关因子,导致心肌纤维化的分子网络调控机制进行了研究。结果发现,在病毒性心肌炎发病及向扩张型心肌病转化过程中,IL17是重要炎症因子,病毒感染后calpain活性改变可调节IL17,IFNγ,穿孔素等炎症因子以及纤维化相关因子MMP2和Smad3的表达与功能;HMGB1可以通过RAGE受体上调心脏中IFN-γ,IL-17等炎症因子的水平。利用阻断HMGB1释放的抑制剂丙酮酸乙酯可以明显降低胞外HMGB1水平,同时观察到心肌炎小鼠心脏中炎症浸润面积、病毒含量及 IFN-γ,IL-17等炎症因子水平明显减少,心肌纤维化程度减轻。提示胞外 HMGB1可促进心肌炎小鼠心脏炎症及纤维化发生。. HMGB1是一个非组蛋白,受到各种刺激后HMGB1会从核内释放到胞外,胞外的 HMGB1与其高亲受体结合后能激活下游炎症通路诱导其他炎症因子(如:TNF-α,IL-1,IL-6,IL-17)产生和释放,增加心肌损伤。Calpain对HMGB1的释放是否有调控作用及其机制如何?我们的研究结果显示,病毒感染心肌细胞后,calpain激活能下调HDAC活性,促进HMGB1乙酰化修饰,继而引起心肌细胞核中的HMGB1易位至胞浆,并藉此介导了后续的心脏炎症损伤及纤维化的发生,也从新的角度深度认识了calpain促进病毒性扩张型心肌病心肌纤维化发生的机制。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Inhibition of calpain alleviates coxsackievirus B3-induced myocarditis through suppressing the canonical NLRP3 inflammasome/caspase-1-mediated and noncanonical caspase-11-mediated pyroptosis pathways
抑制钙蛋白酶可通过抑制典型的 NLRP3 炎症小体/caspase-1 介导的和非典型的 caspase-11 介导的细胞焦亡途径来减轻柯萨奇病毒 B3 诱导的心肌炎
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    American Journal of Translational Research
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Ying Yu;Hui Shi;Yong Yu;Ming Liu;Minghui Li;Xiaoxiao Liu;Yucheng Wang;Ruizhen Chen
  • 通讯作者:
    Ruizhen Chen
FTY720 alleviates coxsackievirus B3‐induced myocarditis and inhibits viral replication through regulating sphingosine 1‐phosphate receptors and AKT/caspase‐3 pathways
FTY720 通过调节鞘氨醇 1-磷酸受体和 AKT/caspase-3 通路缓解柯萨奇病毒 B3α 诱导的心肌炎并抑制病毒复制
  • DOI:
    10.1002/jcp.28434
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    journal of cellular physiology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Xinggang Wang;Minghui Li;Ying Yu;Guijian Liu;Yong Yu;Yunzeng Zou;Junbo Ge;Ruizhen Chen
  • 通讯作者:
    Ruizhen Chen
冠状病毒感染对心血管系统的损伤及可能机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国临床医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王宇成;陈瑞珍;熊丁丁
  • 通讯作者:
    熊丁丁
Inhibition of calpain reduces cell apoptosis by suppressing mitochondrial fission in acute viral myocarditis.
抑制钙蛋白酶通过抑制急性病毒性心肌炎中的线粒体裂变来减少细胞凋亡
  • DOI:
    10.1007/s10565-021-09634-9
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
    Cell biology and toxicology
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
  • 通讯作者:
NLRP3 inflammasome, an immune-inflammatory target in pathogenesis and treatment of cardiovascular diseases
NLRP3炎症小体,心血管疾病发病机制和治疗中的免疫炎症靶标
  • DOI:
    10.1002/ctm2.13
  • 发表时间:
    2020-04-09
  • 期刊:
    CLINICAL AND TRANSLATIONAL MEDICINE
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Wang, Yucheng;Liu, Xiaoxiao;Chen, Ruizhen
  • 通讯作者:
    Chen, Ruizhen

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其他文献

TLR模式识别受体在病毒性心肌炎固有免疫中的作用
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈瑞珍
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  • DOI:
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    --
  • 期刊:
    医学研究杂志
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘旭杰;宿燕岗;谢烨卿;李明辉;张娴;王兴冈;陈瑞珍;虞勇;谢玉泉;郭棋
  • 通讯作者:
    郭棋

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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