心血管疾病已成为21世纪危害人类健康的“首要杀手”,是人类疾病死亡的主要原因,占死亡率的42%。其中,心肌肥厚(myocardial hypertrophy,MH)作为心脏结构从可逆性改变向不可逆性改变发展的关键阶段,是造成心血管疾病发生和死亡的重要危险因素,仍是目前基础实验的热门研究课题。一氧化氮(nitric oxide,NO)是近年来研究的热点气体信号分子,作为心血管系统中重要的神经体液因素,在心肌肥厚中具有极其重要的作用。目前越来越多数据表明,NO可以通过调控蛋白质的翻译后修饰来发挥其生理学效应:通过亲核攻击,对靶蛋白的特定半胱氨酸残基进行可逆的共价修饰,生成较稳定的S-N键,形成巯基亚硝基,从而调控蛋白质的生物活性,因此成为细胞内一种全新的氧化还原信号转导调控机制,参与多种疾病的调节。有关于研究表明,线粒体蛋白巯基亚硝基化修饰对于心肌细胞的能量代谢具有重要影响。线粒体损伤和能量代谢障碍是心肌肥厚的重要原因,腺苷酸转移酶1(adenine nucleofide translocator 1,ANT1)作为哺乳动物心脏内能量利用和线粒体产能的重要纽带,可通过转运三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)为细胞提供能量。已有众多研究显示,ANT1与各类心脏疾病相关。然而,在心肌肥厚中ANT1是否能发生巯基亚硝基化修饰,及该修饰是否参与心肌肥厚的发生发展仍待深入研究。本课题研究的主要目标是明确心肌肥厚模型中ANT1能否发生巯基亚硝基化修饰,以及探究该修饰是否参与心肌肥厚的发生发展,并对其可能机制进行研究。本课题利用主动脉缩窄术(transverse aortic constriction,TAC)造成小鼠心肌肥厚模型,多普勒彩色超声评估术后左心室肥厚程度,结果表明小鼠4周时左心室壁厚度增厚明显,心功能稳定。采用biotin-switch方法检测左心室心肌肥厚组织中巯基亚硝基化修饰情况,结果表明心肌肥厚组织中巯基亚硝基化修饰含量增加。采用飞行串联质谱进行ANT1蛋白的筛选与鉴定,结果显示在左心室心肌肥厚标本中,ANT1可以在该蛋白的半胱氨酸160位发生巯基亚硝基化修饰。多项研究表明NO合酶或去巯基亚硝基化修饰调节酶的改变可调节蛋白质的疏基亚硝基化修饰,因此我们提取左心室组织蛋白,通过western blot方法检测巯基亚硝基化修饰的调节酶,结果表明心肌肥厚组织中,诱导型一氧化氮合成酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)表达量增加,内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)表达量不变,神经型一氧化氮合成酶(neuronal nitric oxide synthase,nNOS)表达量不变;亚硝基化谷胱甘肽还原酶(S-nitrosoglutathione reductase,GSNOR)表达量降低,硫氧还原蛋白(thioredoxin,Trx)表达量不变,提示参与蛋白质发生巯基亚硝基化修饰可能来源于iNOS的上调及GSNOR的下调。通过非变性凝胶电泳检测了心肌肥厚组织中ANT1的活性,用荧光探针分别检测线粒体及心脏组织活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平。结果表明心肌肥厚组织中,ANT1的二聚体降低,组织内ROS水平增加。提示ANT1的巯基亚硝基化修饰可能改变蛋白活性,从而使得线粒体内ROS增加,组织内氧化应激水平升高,造成心肌肥厚的发生。以上结果表明:①蛋白质的巯基亚硝基化修饰在心肌肥厚中具有重要意义,左心室肥厚组织中巯基亚硝基化修饰增加。②经TAC术造心肌肥厚模型中,iNOS表达量上调、GSNOR蛋白表达量降低并参与ANT1巯基亚硝基化修饰调节。③发生在ANT1半胱氨酸160位的巯基亚硝基化修饰使得该蛋白二聚体解聚,影响该蛋白的转运功能,造成线粒体ROS水平上升,组织内氧化应激水平增加。