MiR-195通过靶向TGF-β1/Smad信号通路促进大鼠心肌梗死后心肌纤维化的机制研究

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目的:急性心肌梗死(AMI)是心血管系统最常见的危急重症之一。随着生活水平的提高和饮食习惯的改变,AMI的发病率不断上升,并逐步成为我国心源性猝死发生和死亡的主要原因。心肌纤维化是心肌梗死之后发生的主要病理变化,伴随着心脏重构和心功能障碍等症状。心肌纤维化主要是由于细胞外基质(ECM)过度累积和心脏成纤维细胞(CFs)活性增加而引起的一系列病理变化,包括心肌收缩力减弱、心室壁硬化以及心脏电传导异常,最终导致异常的结构重塑。微小RNA(miRNA)是一类长度为17-25nt的非编码RNA分子。外泌体是由细胞分泌的直径为30-100nm的微小膜泡,其中包含大量蛋白质、脂质、DNA、RNA,可作为一种新型旁分泌调节器介导细胞间的信息交流。心梗发生后,心肌细胞分泌的外泌体miRNA很可能在心肌细胞和心肌成纤维细胞之间形成信号传导,导致心肌细胞肥大,最终引起心力衰竭。尽管已有报道miRNA与心血管系统疾病有关,但miRNA数量庞大,功能复杂,且在心肌梗死后心肌纤维化中的调控机制尚未明确。因此,探索miRNA在心肌梗死后纤维化中的作用及其调控机制可以为揭示心肌梗死的发病机制提供新的证据和研究方向。方法:1.采用体内外实验及分子生物学方法探索miR-195在大鼠心肌梗死后心肌纤维化中的作用(第一部分)。2.细胞实验验证外泌体miR-195对心肌细胞和成纤维细胞中TGF-β1及相关因子表达的影响(第二部分)。3.通过实验研究大鼠心肌梗死后心肌纤维化过程中miR-195对TGF-β1/Smad信号通路的调节作用(第三部分)。结果:1.动物实验发现在AMI大鼠心脏组织中,miR-195呈现高表达;TGF-β1和Smad3相对表达量显著升高,而Smad7相对表达量明显降低;miR-195的表达被干扰后,I型胶原水平降低,心肌纤维组织受损程度得到改善。2.细胞实验发现miR-195可以通过调节心肌细胞表达可分泌因子(TNFα,TGFβ,IL-6,IL-1α,IL-1β,MCP1,VEGF和IL-15),进而诱使成纤维细胞活化,促进纤维形成。3.细胞实验显示血管紧张素II对miR-195刺激成纤维细胞活化有促进作用。miR-195可以以外泌体形式来介导TGF-β1通过正反馈形式增强AP-1和Ras信号转录活性来激活自身启动子,从而达到促进纤维化的作用。结论:1.miR-195被抑制后,TGF-β1/Smad信号通路被抑制。与纤维化相关的TGF-β1/Smad信号通路可被miR-195激活而正向调节AMI大鼠心肌纤维化。2.miR-195可通过TGF-β1/Smad信号通路激活心肌梗死后纤维化的发生,表达增多的TGF-β1正向激活AP-1和Ras信号转录活性从而上调自身启动子活性。
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