H3K27me3去甲基化酶抑制剂GSK-J4对心肌脂毒性损伤的保护作用及机制研究

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研究目的:糖尿病心肌病(DCM)是一种常见的糖尿病(DM)心血管系统并发症,DCM心肌损伤作用的具体机制尚未得到完全的阐明。既往研究提示DM下长期的血脂异常所致的脂毒性对于DCM的发生发展具有重要的作用,因此深入研究脂毒性对心肌损伤的具体机制,对于加深对DCM病理生理机制的理解具有重要的意义。本课题主要研究DCM中,脂毒性对于心肌细胞的损伤作用及其可能的机制。研究方法:采用棕榈酸(PA)刺激人心肌细胞(AC16)建立糖尿病心肌病心肌脂毒性损伤的细胞模型,采用db/db鼠建立糖尿病心肌病的动物模型,通过Cell Counting Kit-8(CCK8)细胞活力检测、实时荧光定量PCR、Western blot、荧光染色、透射电镜等技术检测心肌内相关基因和蛋白的表达水平,并利用基因过表达、染色质免疫共沉淀等技术进行机制探索,从而探究脂毒性的损伤作用及机制,并为可能的治疗策略提供实验依据。研究结果:利用CCK8检测细胞活力作为筛选指标,在药物库中发现,H3K27me3去甲基化酶KDM6A/6B抑制剂—GSK-J4可对心肌脂毒性的损伤产生保护作用。进一步实验发现,高脂所致的心肌脂毒性损伤可能主要依赖于KDM6A。通过流式细胞术,Western blot等实验技术检测发现,GSK-J4是通过非依赖于Caspase的凋亡途径发挥保护作用。进一步实验研究发现,PA可诱导心肌细胞铁死亡,GSK-J4可通过表观遗传修饰机制,抑制KDM6A活性并维持H3K27me3的水平,抑制铁死亡关键蛋白长链脂酰辅酶A合成酶4(ACSL4)的转录,从而发挥对心肌脂毒性损伤的保护作用。研究结论:GSK-J4可通过抑制KDM6A,增加H3K27me3甲基化水平,抑制ACSL4转录并减轻由PA引起的铁死亡,从而发挥对心肌脂毒性的保护作用。
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