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研究背景与目的
左室心肌致密化不全型心肌病(LVNC)是一种以心室肌小梁粗大为特征的心肌发育不良型先天性心肌病,其中心力衰竭是最常见的临床后果之一。然而,LVNC的心力衰竭的机制尚不完全清楚。据有关文献报告,SorbinandSH3domaincontainingprotein2(SORBS2)在心脏中高度表达,其主要功能是维持心肌细胞结构的完整性并且参与细胞粘附和信号转导。本研究发现,LVNC患者心肌组织中的SORBS2表达水平明显升高。鉴于SORBS2在心脏的定位和功能,我们推测SORBS2水平的升高可能参与了LVNC心力衰竭的分子机制。
研究方法
应用二维液相色谱-串联质谱定量技术对左室心肌致密化不全型心肌病,致心律失常型右室心肌病和肥厚型心肌病患者以及正常心肌组织进行了比较蛋白质组学分析。通过分析比较,筛选出45个仅在LVNC患者心肌组织中特异性上调的蛋白,我们对其中的SORBS2蛋白进行了重点研究。
首先,我们在人的心肌组织中进行实验:通过免疫印记杂交和免疫组织化学的方法对在LVNC中表达升高的SORBS2进行验证。并且在LVNC与正常心肌组织中,我们通过免疫荧光染色检测β-tubulin和Junctophilin2(JP 2)的表达和定位,以及免疫印记统计β-tubulin和JP2的表达量。通过免疫荧光染色和免疫共沉淀来检测β-tubulin和SORBS2是否存在共定位以及两者之间是否存在相互作用的关系。
然后,我们进行细胞体外实验:我们利用人的胚胎干细胞诱导心肌细胞,对诱导成功的心肌细胞进行SORBS2过表达慢病毒的转染,转染成功后,用免疫荧光染色与免疫印迹的方法观察细胞的β-tubulin的表达以及蛋白含量的变化,并且观察正常的心肌细胞中β-tubulin和SORBS2是否存在共定位。功能学实验,利用CardioExcyte96与钙成像技术监测SORBS2过表达心肌细胞和对照组心肌细胞内钙离子荧光强度变化,以此判断SORBS2过表达慢病毒后的心肌细胞钙的收缩力是否发生改变。最后,我们对8周的C57野生型小鼠进行体内实验的研究:首先构建了过表达SORBS2的腺相关病毒(AAV9)载体。然后我们通过免疫印迹,免疫组化和免疫荧光实验验证SORBS2的过表达小鼠是否构建成功。通过荧光染色flag标签蛋白计算腺相关病毒的转染效率。并且分离成年小鼠单个心肌细胞进行钙火花实验,观察单个细胞钙离子荧光强度变化,应用超声心动图和masson三色染色分析的方法,观察了过表达SORBS2对小鼠心脏功能和形态的影响。
研究结果
研究结果表明,LVNC患者的心肌组织中SORBS2表达水平明显升高,聚合的β-tubulin表达也明显升高,并且SORBS2与β-tubulin存在共定位和相互作用的关系。我们还观察到在LVNC患者的心肌组织中,尽管JP2的表达量没有改变,但其结构完整性遭到了破坏。体外实验,人胚胎干细胞诱导的心肌细胞中,SORBS2和β-tubulin存在结构上的共定位,并且SORBS2和β-tubulin存在相互作用,SORBS2的过表达导致β-tubulin的聚合增加(即微管致密化)。SORBS2过表达的心肌细胞中,JP2与Typetworyanodinereceptor(RyR2)之间发生错位,表示JP2发生了移位。CardioExcyte96与钙成像功能实验结果表示心肌细胞阻抗降低并且Ca2+荧光强度减弱。体内实验,小鼠颈静脉注射腺相关病毒9(AAV9)过表达SORBS2与空载的AAV9载体3周后,实验组(AAV 9-cTNT-SORBS2-3 flag)与对照组(empty-virus control mice)相比较,心脏组织可检测到定位于心肌细胞Z带上的SORBS2表达水平明显升高。并且计算出的腺相关病毒的转染效率为53.45±3.76%。我们同时观察到,SORBS2和β-tubulin在正常的小鼠心肌中存在相互作用,过表达SORBS2的小鼠心脏组织中β-tubulin表达升高并且影响了JP2分布以及T-管的分布,过表达SORBS2的小鼠出现了明显的纤维化,超声心动图中心脏射血分数和缩短分数降低,并且钙火花结果显示出过表达SORBS2的小鼠单个心肌细胞钙离子强度降低。
研究结论
在LVNC患者的心肌组织中,SORBS2促进了β-tubulin的表达和微管致密化,并且导致JP2的移位和兴奋收缩偶联的障碍,进而引起心肌纤维化和心功能下降。我们的研究结果提示,LVNC心肌组织中SORBS2水平的升高可能参与了LVNC心力衰竭发病的分子机制。
左室心肌致密化不全型心肌病(LVNC)是一种以心室肌小梁粗大为特征的心肌发育不良型先天性心肌病,其中心力衰竭是最常见的临床后果之一。然而,LVNC的心力衰竭的机制尚不完全清楚。据有关文献报告,SorbinandSH3domaincontainingprotein2(SORBS2)在心脏中高度表达,其主要功能是维持心肌细胞结构的完整性并且参与细胞粘附和信号转导。本研究发现,LVNC患者心肌组织中的SORBS2表达水平明显升高。鉴于SORBS2在心脏的定位和功能,我们推测SORBS2水平的升高可能参与了LVNC心力衰竭的分子机制。
研究方法
应用二维液相色谱-串联质谱定量技术对左室心肌致密化不全型心肌病,致心律失常型右室心肌病和肥厚型心肌病患者以及正常心肌组织进行了比较蛋白质组学分析。通过分析比较,筛选出45个仅在LVNC患者心肌组织中特异性上调的蛋白,我们对其中的SORBS2蛋白进行了重点研究。
首先,我们在人的心肌组织中进行实验:通过免疫印记杂交和免疫组织化学的方法对在LVNC中表达升高的SORBS2进行验证。并且在LVNC与正常心肌组织中,我们通过免疫荧光染色检测β-tubulin和Junctophilin2(JP 2)的表达和定位,以及免疫印记统计β-tubulin和JP2的表达量。通过免疫荧光染色和免疫共沉淀来检测β-tubulin和SORBS2是否存在共定位以及两者之间是否存在相互作用的关系。
然后,我们进行细胞体外实验:我们利用人的胚胎干细胞诱导心肌细胞,对诱导成功的心肌细胞进行SORBS2过表达慢病毒的转染,转染成功后,用免疫荧光染色与免疫印迹的方法观察细胞的β-tubulin的表达以及蛋白含量的变化,并且观察正常的心肌细胞中β-tubulin和SORBS2是否存在共定位。功能学实验,利用CardioExcyte96与钙成像技术监测SORBS2过表达心肌细胞和对照组心肌细胞内钙离子荧光强度变化,以此判断SORBS2过表达慢病毒后的心肌细胞钙的收缩力是否发生改变。最后,我们对8周的C57野生型小鼠进行体内实验的研究:首先构建了过表达SORBS2的腺相关病毒(AAV9)载体。然后我们通过免疫印迹,免疫组化和免疫荧光实验验证SORBS2的过表达小鼠是否构建成功。通过荧光染色flag标签蛋白计算腺相关病毒的转染效率。并且分离成年小鼠单个心肌细胞进行钙火花实验,观察单个细胞钙离子荧光强度变化,应用超声心动图和masson三色染色分析的方法,观察了过表达SORBS2对小鼠心脏功能和形态的影响。
研究结果
研究结果表明,LVNC患者的心肌组织中SORBS2表达水平明显升高,聚合的β-tubulin表达也明显升高,并且SORBS2与β-tubulin存在共定位和相互作用的关系。我们还观察到在LVNC患者的心肌组织中,尽管JP2的表达量没有改变,但其结构完整性遭到了破坏。体外实验,人胚胎干细胞诱导的心肌细胞中,SORBS2和β-tubulin存在结构上的共定位,并且SORBS2和β-tubulin存在相互作用,SORBS2的过表达导致β-tubulin的聚合增加(即微管致密化)。SORBS2过表达的心肌细胞中,JP2与Typetworyanodinereceptor(RyR2)之间发生错位,表示JP2发生了移位。CardioExcyte96与钙成像功能实验结果表示心肌细胞阻抗降低并且Ca2+荧光强度减弱。体内实验,小鼠颈静脉注射腺相关病毒9(AAV9)过表达SORBS2与空载的AAV9载体3周后,实验组(AAV 9-cTNT-SORBS2-3 flag)与对照组(empty-virus control mice)相比较,心脏组织可检测到定位于心肌细胞Z带上的SORBS2表达水平明显升高。并且计算出的腺相关病毒的转染效率为53.45±3.76%。我们同时观察到,SORBS2和β-tubulin在正常的小鼠心肌中存在相互作用,过表达SORBS2的小鼠心脏组织中β-tubulin表达升高并且影响了JP2分布以及T-管的分布,过表达SORBS2的小鼠出现了明显的纤维化,超声心动图中心脏射血分数和缩短分数降低,并且钙火花结果显示出过表达SORBS2的小鼠单个心肌细胞钙离子强度降低。
研究结论
在LVNC患者的心肌组织中,SORBS2促进了β-tubulin的表达和微管致密化,并且导致JP2的移位和兴奋收缩偶联的障碍,进而引起心肌纤维化和心功能下降。我们的研究结果提示,LVNC心肌组织中SORBS2水平的升高可能参与了LVNC心力衰竭发病的分子机制。