背景：心肌肥厚是许多心血管疾病的共有病理过程,如：高血压、心肌梗死、心律失常等。虽然心肌细胞最初的生理性肥大是一种代偿机制,但是持续长久的心肌肥厚可能导致心律失常、心力衰竭甚至猝死。因此,阐明心肌肥厚的机制就显得非常重要。心肌肥厚的基本病理特征为细胞体积增大、排列紊乱和纤维化,它是多种综合因素参与调控的复杂过程,各类研究发现,多种信号传导通路的改变参与了心肌肥厚的发生发展过程,但是这些研究还不能很全面的解释心肌肥厚的机制。越来越多的研究证明热休克蛋白(heat-shock protein, HSP)家族在心肌肥厚中发挥重要的作用。HSP是一类在高温环境或刺激环境中合成增多的蛋白家族,它们在信号转导、蛋白折叠、易位和降解中起着重要作用,是一类分子伴侣蛋白,可以帮助细胞在各种应激环境下保持稳定的内环境。越来越多的研究证明HSP家族成员参与了心肌肥厚的发生发展过程,如HSP56, HSP70, HSP90和HSP20在心肌肥厚刺激时能通过不同的机制减缓心肌肥厚的发生发展。例如：HSP 70可以通过丝裂素活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinases, MAPKs) P38和ERK途径减轻心肌肥厚的发生。做为高度保守的信号通路,MAPK通路在各种细胞中发挥重要作用,在心肌细胞中,它和磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase, PI3K)/蛋白激酶B (protein kinase B, PKB或AKT)通路能直接调控转录因子参与到心肌肥厚和纤维化的发生发展中。HSP75也叫做肿瘤坏死因子相关蛋白-1 (tumor necrosis factor-associated protein 1, TRAP-1),是一种线粒体蛋白,属于HSP 90家族成员。HSP 75是一种线粒体分子伴侣,它的合成受多种环境的刺激,如：低糖、氧化损伤、紫外照射等。它在脑和心脏中过表达能维护线粒体正常的功能、抵抗氧化应激、抑制缺血再灌注中的凋亡。然而,HSP 75在心肌肥厚发生发展中的作用及其机制,在国内外的研究中尚未见报道。我们运用HSP 75转基因小鼠研究HSP75在缩窄胸主动脉增加心脏后负荷建立小鼠心肌肥厚模型中的作用,并进一步研究其相关的机制。方法：实验一：选取体重在23.5-27.5g,8-10周龄的雄性C57BL/6品系野生型小鼠为实验对象,建立主动脉缩窄术(aortic binding, AB)诱导的小鼠心肌肥厚模型,分为假手术组(sham)、AB术后1天组(1D)、1周组(1W)、2周组(2W)、4周组(4W)、8周组(8W). Western blot检测各组小鼠心肌组织中HSP 75的蛋白表达水平变化。实验二：将人HSP75基因构建到以心肌a肌球蛋白重链(a-MHC)为启动子的表达载体上,通过显微注射的方式建立了a-MHC-HSP 75的转基因(TG)小鼠。通过PCR检测首建鼠与野生型小鼠交配后的F1代小鼠,用Western blot检测F1代TG小鼠与同窝的阴性(WT)小鼠心脏组织中HSP 75蛋白表达,及在TG小鼠的各种组织中HSP 75的表达。选取体重在23.5-27.5g,8-10周龄的雄性C57BL/6品系野生型小鼠和HSP 75心脏特异性转基因小鼠为实验对象,建立AB诱导的小鼠心肌肥厚模型,分为Sham组、AB组。4周后超声和血流动力学检测小鼠心功能和形态改变；处死后比较心重与体重比值、肺重与体重比值和心重与胫骨长度比值；HE和SPR染色检测细胞面积和胶原面积；RT-PCR检测心肌肥厚标志物和心肌纤维化标志物的mRNA在各组小鼠心肌组织中的表达水平。实验三：选取体重在23.5-27.5g,8-10周龄的雄性C57BL/6品系野生型小鼠和HSP 75心脏特异性转基因小鼠为实验对象,建立AB诱导的小鼠心肌肥厚模型,分为sham组和AB组。4周后Western blot检测各组小鼠心肌组织中TAK, ERK1/2, JNK1/2, p38和AKT的总蛋白表达水平及磷酸化蛋白表达水平。结果：实验一：Western blot检测结果显示HSP 75在sham组中表达较少,但主动脉缩窄诱导心肌肥厚模型手术第一天至第四周时,HSP75表达水平比sham组明显上调,但在术后8周HSP75的蛋白表达水平明显下降。实验二：制备转基因鼠时得到4个首建鼠,提取阳性F1代与同窝WT小鼠心脏组织中HSP 75蛋白表达比对后发现,第三只首建鼠表达较合适,继续繁殖。同时检测到HSP75仅在心脏中表达,其他组织中没有表达。超声和血流动力学检测显示,在主动脉缩窄所诱导的心肌肥厚模型中,HSP75转基因小鼠短轴缩短率(Fractional shortening, FS),射血分数(Ej ection fraction, EF), dp/dt max和dp/dt min均比野生型小鼠有所提高；左室舒张末期内径(Left ventricular end-diastolic dimension, LVEDD),左室收缩末期内径(Left ventricular end-systolic dimension, LVESD),室间隔(Inter ventricular septal dimension, IVSD)和左室后壁厚度(Left ventricular posterior wall dimension, LVPWD)均比野生型小鼠明显降低；取材结果显示HSP 75转基因小鼠的心重体重比值(Heart weight/body weight, HW/BW)和心重胫骨长度比值(Heart weight/tibia length, HW/TL)明显低于野生型小鼠；HE和PSR染色显示HSP75转基因小鼠心肌细胞面积及纤维化面积比野生型小鼠明显减小；且RT-PCR结果显示HSP75转基因小鼠心肌组织中的ANP, Myh7, CTGF, TGF-β, collagensⅠ和collagensⅢ的mRNA表达水平较野生型小鼠减低,而Myh6表达较野生型小鼠升高。实验三：AB术后4周时的小鼠心肌肥厚模型中,用Western blot检测到AKT,TAK, ERK1/2, JNK1/2,和p38的总蛋白表达水平在野生型小鼠和转基因小鼠的sham组和AB组中的变化均没有统计学差异。但AKT, TAK, JNK1/2,和p38磷酸化蛋白在AB术后HSP75转基因小鼠中的升高程度比野生型小鼠升高程度明显降低。结论：1、在缩窄主动脉增加压力负荷的小鼠心肌肥厚模型中,HSP75的蛋白表达水平在不同时间点有显著变化。2、HSP75参与了抑制小鼠心肌肥厚和心肌纤维化的发生发展机制。3、HSP75可能是通过抑制TAK/P38, JNK,和AKT通路的信号转导介导小鼠心肌肥厚及纤维化。