AKAP150信号通路在压力超负荷引起小鼠心肌重构的作用及机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81770292
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0202.心肌损伤、修复、重构和再生
  • 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

Impaired Ca2+ cycling and myocyte contractility are a hallmark of heart failure triggered by pathological stress such as hemodynamic overload,however, the molecular mechanisms that regulate Impaired Ca2+ cycling in the heart and its physiological relevance in myocardial remodeling and heart failure remain largely unknown.The A-Kinase anchoring protein AKAP150 has been shown to play a role in regulation of Ca2+ cycling and excitation–contraction in cardiomyocytes. Here we examined how AKAP150 signalling complexes impact Ca2+ cycling, myocyte contractility, and heart failure susceptibility following pressure overload. We detected a significant reduction of AKAP150 expression in the failing wild-type mouse heart induced by pressure overload. Importantly, cardiac-specific AKAP150 knockout mice were predisposed to develop dilated cardiomyopathy with severe cardiac dysfunction, fibrosis and reduction of TAK1 expression after pressure overload. In contrast, AKAP150 transgenic mice enhance TAK1 activity, show less pathological remodelling and heart failure progression induced by overload. Isopreterenol-induced Ca2+ cycling also activates TAK1 and enhances the expression of AKAP150 significantly. Mechanistically, our hypothesis is that AKAP150 regulate Ca2+cycling and myocyte contractility following adrenergic stimulation or pressure overload via TAK1 pathway. Here we propose an investigation of the novel function of AKAP150 in regulating cell calcium transit and heart failure propensity both in vivo and in vitro. We will implement a series of innovative genetic, molecular, and functional approaches to identify AKAP150/TAK1 signaling mechanisms underlying cardiac remodeling and heart failure. The biology surrounding the AKAP150 signaling network is novel and innovative, and will likely uncover new mechanistic perspectives from which heart failure can be approached therapeutically.
心肌细胞钙离子浓度失调可导致心脏功能结构异常等疾病的发生。如何调控压力超负荷条件下心肌钙离子异常所致心肌重构的确切分子机制尚未阐明,我们最新报道AKAP150是其中的关键分子。野生小鼠压力超负荷刺激后我们发现AKAP150下降。心脏特异敲除AKAP150小鼠同样压力刺激后心肌细胞钙离子内流速度和心功能显著下降,心室重构加剧,TAK1活性下降,而AKAK150转基因小鼠上述反应得到改善。在体外异苯肾上腺素诱导的心肌细胞钙内流反应中,AKAP15表达升高,TAK1的活性明显升高。我们推测压力超负荷下AKAP150通过激活TAK1而延缓心肌重构和心力衰竭。我们拟采用小鼠压力超负荷以及体外心肌细胞钙离子梯度紊乱模型,观察AKAP150表达变化对钙信号、细胞钙调蛋白及TAK1相关信号分子影响,明确其在心肌重构中的调控机制和心衰中保护作用。此研究将为理解心肌重构发病机理提供新思路及潜在靶点。

结项摘要

越来越多的研究表明心肌细胞钙离子浓度失调可导致心脏重构,心功能异常等疾病。压力超负荷诱导的心肌细胞钙离子梯度的异常与该条件下引发的心肌重构的确切相关机制尚未明了。我们通过本课题进一步明确了AKAP150作为一个支架蛋白在其中发挥了关键调控作用。WT小鼠行升主动脉缩窄造成压力超负荷模型后我们发现AKAP150表达下降,进一步研究发现在心脏特异敲除AKAP150小鼠压力超负荷刺激后心肌细胞钙离子内流速度和心功能显著下降,心脏重构加剧,TAK1表达下降,在AKAK150高表达小鼠上述不良反应得到缓解。为了进一步明确AKAK150通过调控TAK1来作用于压力刺激下的心肌重构,我们在体内外诱导心肌肥大模型中发现,TAK1参与心肌细胞钙内流反应异常和AKAP15表达调控;利用体内外心肌肥大模型也发现压力超负荷诱导TAK1激活后,AKAP150与RYR2、SERCA2、PKA和PLN等钙调蛋白结合。在实际课题进展过程中,我们有了一些阶段性的结论:心肌细胞中AKAP150先后招募并形成PLN-SERCA2-RYR2-AKAP150和AKAP150-PKA-TAK1复合体,由于AKAP150的支架作用使上述蛋白分子空间上靠近发生相互作用后激活对应靶激酶,进而起调节心肌细胞内钙离子浓度,最终影响心脏重构的发生发展。此项研究还将继续深入TAK1参与AKAP150信号通路中压力超负荷引起的心肌重构中发挥的重要作用和相关分子机制研究。截止目前,该项研究已经发表受本项目资助SCI论文5篇,培养硕士研究生3名,博士生1名。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dapagliflozin attenuates pressure overload-induced myocardial remodeling in mice via activating SIRT1 and inhibiting endoplasmic reticulum stress.
Dapagliflozin 通过激活 SIRT1 和抑制内质网应激来减轻压力超负荷诱导的小鼠心肌重塑。
  • DOI:
    10.1038/s41401-021-00805-2
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Acta Pharmacologica Sinica
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    Ren Fang-Fang;Xie Zuo-Yi;Jiang Yi-Na;Guan Xuan;Chen Qiao-Ying;Lai Teng-Fang;Li Lei
  • 通讯作者:
    Li Lei
Grape Seed Proanthocyanidin Extract Ameliorates Cardiac Remodelling After Myocardial Infarction Through PI3K/AKT Pathway in Mice.
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  • DOI:
    10.3389/fphar.2020.585984
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Frontiers in pharmacology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Ruan Y;Jin Q;Zeng J;Ren F;Xie Z;Ji K;Wu L;Wu J;Li L
  • 通讯作者:
    Li L
Endoplasmic reticulum stress serves an important role in cardiac ischemia/reperfusion injury (Review).
内质网应激在心脏缺血/再灌注损伤中发挥重要作用(综述)。
  • DOI:
    10.3892/etm.2020.9398
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    Experimental and therapeutic medicine
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Ruan Y;Zeng J;Jin Q;Chu M;Ji K;Wang Z;Li L
  • 通讯作者:
    Li L
花青素通过促进线粒体融合减轻压力超负荷小鼠心脏重构
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国病理生理杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾静静;徐肖肖;施涵青;徐光宇;金其可;阮永雪;任芳芳;谢作益;李磊
  • 通讯作者:
    李磊
Dexmedetomidine Exerted Anti-arrhythmic Effects in Rat With Ischemic Cardiomyopathy via Upregulation of Connexin 43 and Reduction of Fibrosis and Inflammation
右美托咪定通过上调连接蛋白 43 并减少纤维化和炎症对缺血性心肌病大鼠发挥抗心律失常作用
  • DOI:
    10.3389/fphys.2020.00033
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Frontiers in Physiology
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wu Shu-jie;Lin Zhong-hao;Lin Yuan-zheng;Rao Zhi-heng;Lin Jia-feng;Wu Lian-pin;Li Lei
  • 通讯作者:
    Li Lei

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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    李磊
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    饶文波
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    2019
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张国旗
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    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李磊;李春雷;孙会卓;阎玥;史琦;司东旭;吴东良;李友林
  • 通讯作者:
    李友林

其他文献

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AI项目解读示例

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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