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氧化应激和线粒体的受损是引起心肌功能不全和心衰的重要原因,但其机制仍未被完全研究和阐述清楚。心磷脂(CL)是参与氧化磷酸化和维持心脏功能所需的一种线粒体的磷脂,其支链结构长度的改变,酰基不饱和度的异常和脂质过氧化程度的增加与心功能障碍有关。心磷脂乙酰转移酶(ALCAT1)是一种的重要的CL酰基转移酶,它对CL的支链结构有重构性的修饰作用,由于ALCAT1对CL的病理重构是很多心脏病的普遍现象,而且ALCAT1本身可被氧化应激和年龄相关的代谢性疾病所诱导而表达上调,因此我们研究在心肌肥厚疾病中,ALCAT1对心脏病理发展的可能作用和影响机制。在小鼠模型中,考察ALCAT1的敲缺对T4引起的心肌肥厚程度,心肌功能受损的程度,心室纤维化的程度,线粒体的损伤,和PINK1相关的线粒体自噬程度的影响。在H9C2细胞株中,我们考察ALCAT1高表达对氧化应激和脂质过氧化水平,mtDNA的拷贝数,细胞骨架蛋白的重构和细胞形态的影响。在MEF细胞上,考察ALCAT1的敲除对氧化应激引起的线粒体损伤和碎片化程度的影响。整个研究结果,确定了具有对CL重构作用的ALCAT1在心肌肥厚和心脏功能不全的病理进程中有重要的介导作用,其机制与氧化应激,线粒体的氧化损伤,自噬体系的调控等有关,整个研究结果表明了ALCAT1在心脏病源学研究中的意义。本课题主要研究结果如下：1. ALCTA1的敲除减轻了甲状腺激素诱导的小鼠心肌肥厚的表型,包括小鼠的心脏和体重比值,左心室厚度和心肌功能,心肌细胞的容积,心室纤维化程度,心肌细胞肥厚和纤维化的标志物mRNA水平,和组织脂质过氧化程度。2.从蛋白水平确证了ALCTA1在小鼠心肌肥厚的病理组织中表达上调。3. ALCTA1的敲除减轻了甲状腺激素诱导后的心肌组织中的线粒体损伤程度。4. ALCTA1的敲除增加了PINK1和P62在小鼠心肌中的表达水平5. ALCTA1的敲除不会影响短期甲状腺激素处理对心肌中Akt通路的激活程度,但会在一定程度上减轻或逆转长期甲状腺激素处理对心肌组织中Akt通路的抑制程度。6.构建和筛选出稳定高表达Vector和ALCTA1的H9C2细胞株。7.在H9C2细胞株上,ALCTA1的高表达增加了细胞的容积和增殖速度,阻断了细胞分化能力。8. ALCTA1的高表达增加了H9C2线粒体氧自由基的产生速度,以及氧化应激诱导的脂质过氧化程度和mtDNA的氧化缺失。9. ALCTA1的过表达和敲除改变了骨架蛋白在H9C2和MEF细胞内的分布。10.ALCTA1介导了H9C2和MEF细胞中的线粒体网络结构在碎片化和连续管状结构的转换,ALCTA1的敲除可以减轻氧化应激引起的线粒体碎片化程度。11.ALCTA1的高表达减少了VDAC在H9C2中的表达,ALCTA1的敲除增加了VDAC在MEF的表达。12.ALCTA1的敲除减缓了MEF的细胞衰老进程。13.ALCTA1引起的氧化应激诱导了H9C2的胰岛素信号抵抗。14.ALCTA1的高表达阻断了甲状腺激素对Akt通路的磷酸化激活。总之,本课题在甲亢诱导的心肌肥厚模型中,考察ALCAT1的敲除对心肌肥厚表型的影响,从分子机制和信号传导通路的调控等方面进行机制的探讨。在H9C2和MEF细胞水平上研究ALCAT1对细胞形态,增殖,分化能力,氧自由基产生,以及氧化应激诱导的脂质过氧化度和线粒体缺失,线粒体网络结构和自噬,骨架蛋白重构和胰岛素信号通路的影响。我们首次发现ALCAT1在甲状腺激素诱导的心肌肥厚病理进程中的调控作用,并发现其机制跟氧化应激,线粒体的融合和分裂,线粒体氧化损伤和自噬体系,以及病理状态下Akt信号通路的上调有关。研究结果为其它心脏疾病的分子病理机制研究提供了新思路,为临床的心肌肥厚和心衰等疾病的药物治疗提供了新的靶标。