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Adv Sci (IF 15.1):山大齐鲁医院张澄/张猛/孔静研究团队发现病理性心脏重构的潜在靶点

作者:山东维真生物科技有限公司 2024-04-22T00:00 (访问量:22847)

01 研究背景

心肌梗死(MI)是世界范围内心血管疾病死亡和发病的主要原因,心脏成纤维细胞(CFs)在心脏中含量丰富,负责心肌梗死后的心脏修复。NF-κB抑制因子(NKRF)是由X染色体上的基因编码的转录抑制因子,研究表明NKRF作为关键转录调节因子在多种不同疾病中发挥保护作用,然而,目前尚不清楚NKRF是否参与调节心脏成纤维细胞功能以及NKRF在心肌梗死后心脏重构中的作用及机制。

2023年9月,山东大学齐鲁医院张澄、张猛、孔静团队在“Advanced Science,IF 15.1 ”上发表文章“NKRF in Cardiac Fibroblasts Protects against Cardiac Remodeling Post-Myocardial Infarction via Human Antigen R”,发现NKRF通过与HuR启动子内的经典负调控元件结合,抑制HuR的转录,进而降低HuR靶向Mmp2和Mmp9 mRNA的稳定性,揭示NKRF是心肌梗死后病理性心脏重构和功能障碍的治疗靶点。

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02 结果展示

1. NKRF对心肌梗死后心脏重构和功能障碍有保护作用

作者发现NKRF在病理性心脏重构中的表达显著下调,在CFs中主要定位于细胞核并在体外受TNF-α诱导下调。为了探究NKRF在病理性心脏重构中的功能,作者构建了雄性CF特异性NKRF敲除(NKRF-CKO)小鼠,发现CF特异性NKRF敲除会加剧心肌梗死后的心脏重塑,导致心功能受损,梗死面积增加,存活率降低。这些发现表明NKRF对心肌梗死后的心脏重塑和功能障碍具有保护作用。

图1 NKRF可防止心肌梗死后的心脏重塑和功能障碍

2. NKRF通过抑制HuR表达抑制Mmp2和Mmp9 mRNA的稳定性

已有研究表明Mmp2和Mmp9能促进CF迁移,作者发现NKRF过表达通过下调Mmp2和Mmp9的表达和活性来抑制CF的迁移和侵袭。接下来作者探究了NKRF调控Mmp2和Mmp9的机制,ChIP实验表明NKRF不是通过直接结合Mmp2和Mmp9基因启动子来发挥转录负调控作用,放线菌素D阻断mRNA合成后发现,NKRF通过抑制Mmp2和Mmp9 mRNA的稳定性,在转录后水平调控Mmp2和Mmp9的表达。进一步研究发现,HuR在3 '非翻译区结合Mmp2和Mmp9 mRNA,增加其稳定性,NKRF通过结合HuR启动子抑制HuR转录,进而抑制Mmp2和Mmp9 mRNA的稳定性。利用腺病毒过表达HuR和NKRF, HuR显著恢复了NKRF对MMP2和MMP9活性以及CF侵袭的抑制作用,促进CF的迁移,表明在病理性心脏重构期间NKRF对CFs的调节功能中HuR起关键作用。

图2 NKRF通过下调HuR抑制Mmp2和Mmp9 mRNA的稳定性

3. HuR敲低对NKRF-CKO小鼠心肌梗死后心肌重塑恶化有保护作用

作者用腺相关病毒递送靶向HuR的shRNA,在NKRF-CKO小鼠体内实现HuR敲低,发现NKRF-CKO小鼠HuR敲低可显著改善心功能,使梗死面积和HW/BW比最小化,显著抑制心肌梗死边缘区Mmp2和Mmp9 mRNA和蛋白的表达,部分恢复了心肌梗死后的存活率。表明HuR敲除可防止NKRF-CKO小鼠心肌梗死后心脏重塑恶化和功能障碍,为NKRF缺乏对心功能的不良影响提供了一种潜在的治疗策略。

图3 HuR敲低对NKRF-CKO小鼠心肌梗死后心脏重塑恶化有保护作用

4. NKRF通过HuR抑制心肌梗死后心脏重构和功能障碍伤

作者用腺相关病毒递送NKRF两周后进行心肌梗死手术,发现AAV-NKRF能显著改善心肌梗死引起的心功能恶化,防止心肌梗死引起的梗死面积增大和高HW/BW比值,抑制心肌交界区Mmp2和Mmp9的蛋白表达,提高心肌梗死后小鼠的存活率。同时在过表达NKRF的小鼠中注射了AAV-HuR,发现HuR过表达显著逆转了NKRF改善的心功能、梗死面积、HW/BW比、心肌梗死边界区Mmp2和Mmp9的表达和小鼠存活率的功能。表明NKRF作为抑制心肌梗死后心脏重构和功能障碍的潜在治疗靶点,其保护作用(至少部分)是通过HuR调节介导的。

图4 HuR逆转了NKRF对心肌梗死后心脏重塑和功能障碍的保护作用

03实验结论

本研究发现NKRF以NF-κB依赖的方式与HuR启动子内的NRE结合,从而抑制HuR的转录,进而下调Mmp2和Mmp9 mRNA的稳定性。表明心肌梗死后靶向NKRF是防止晚期心脏重构的有效策略,为心肌梗死后心脏重构的治疗提供了新的见解。

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