心力衰竭与心肌微血管障碍基础研究.ppt

1、热休克转录因子 1促进心肌微血管新生 保护压力超负荷引起的心肌损伤 邹云增 复旦大学附属中山医院 上海市心血管病研究所 心力衰竭与心肌微血管障碍 世界卫生组织 08年 10月发布了全球疾病状况 的最新评估报告，心血管疾病是当前导致 人类死亡的最主要原因。 心血管疾病是现代人类的第一杀手 心血管疾病 肿瘤 传染病 (29%) 心血管疾病的主要死亡原因心力衰竭 n 发病率高：国内患病率 0.8% 0.9%， 患者约 1200万； n 预后差： 每年死亡 20万，五年死亡率 50； n 费用大： 在欧美，治疗费用占整个卫生支出的 2%， 是肿瘤的 2倍。 金属蛋白酶 MMPs 金属蛋白酶组织抑制物

2、TIMPs 细胞外基质过 渡沉积或降解 心肌细胞基 因表达异常 细胞病理 性肥大 细胞凋亡 自噬 细胞数量与 形态改变 病 理 刺 激 心 肌 重 构 心肌重构是心力衰竭的重要机制 生理性和病理性心肌肥厚 大鼠运动后心肌肥厚的 DNA Chip: HSPs HSF1 Sakamoto M, et al. Circ Res 2006: 99 HSF1敲除小鼠运动后心肌肥厚 :心功能低下 Sakamoto M, et al. Circ Res 2006: 99 压力超负荷 HSF1？ 心力衰竭心肌肥厚 Vector Ad.LacZ 实验方法 心脏基因注射 细胞牵张模型 实验动物： HSF1转基因和

3、基因敲除小鼠 培养细胞：心肌微血管内皮细胞 刺激模型：压力超负荷 机械牵张 干预方法：基因转染 压力超负荷 小动物专用超声仪 HSF1对心肌肥厚和心功能的影响 TAC-2W TAC-4W Sham KOWT TG KOWT TG LVEF(%) KOWT TG 0 60 80 100 120 Sham 2w 4w * * * * *# # KOWT TG LVIDd(mm ) 0 3 4 5 6 Sham 2w 4w * * * * # # 虽然国外有研究报道在肿瘤组织中 HSF1能够调节 HIF-1和 p53， 而在心脏中的调节作用尚未见报道。 Walerych D et al. JBC 2

4、004 Baird N et al. JBC 2006 高血压 心力衰竭心肌肥厚 HSF1 p53/HIF-1? 血管新生功能异常 HSF1的作用机制 ? Nature 2007 let-7f miR-15miR-16 0.0 Relative microRNA singal intensities (Folds of WT-Sham) 0.4 0.8 2.8 1.2 1.6 2.0 2.4 miR-27bmiR-17 miR-92amiR-126miR-130a miR-155miR-210 miR-320miR-222miR-378 WT-Sham WT-TAC TG-TAC KO-TAC

5、 # * # # * # * # #* # # * # # * # # * # # * # #* # # # # * * # # * # # *# # 3.0 TG KO TG KO HSF1转基因和基因敲除小鼠 心肌 miRNA分析 WT TG KO MS CT 0 100 200 300 400 KOWT TGWT Vessel Density /mm 2 * # # Sham TAC Vessel Numbers/well WT TG KO CT MS # #* * 0 25 50 75 100 KOWT TG Sham TAC WT TAC TAC HSF1对血管新生的影响 心肌组织

6、内皮细胞 Sham TAC VEGF+Ang1+TAC Sham TAC TNP+TAC LVEF(%) KOTG 0 60 80 100 120 * * # # KOTG LVIDd(mm ) 0 3 4 5 6 * # # Sham TAC TNP+TAC VEGF+Ang1+TAC Sham TAC TNP+TAC VEGF+Ang1+TAC 血管新生对 HSF1转基因和基因敲除小鼠 心肌肥厚和心功能的影响 TG KO VEGF GAPDH KOWT TGWT Sham TAC KOWT TG MSCT MSCT MSCT VEGF GAPDH 0 0.5 1.0 1.5 2.0 KOW

7、T TGWT VEGF Expression (Fold) * # # Sham TAC WT TG KO CT MS # #* * 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 * VEGF Expression (Fold) HSF1对 VEGF表达的影响 心肌组织 内皮细胞 GAPDH HIF-1 KOWTTGWT TACSham 0 1 2 3 KOWTTGWT # # * TAC Sham HIF-1 Expression (Fold) 心肌组织 内皮细胞 GAPDH HIF-1 MSCT 0 1 2 3 HIF-1 Expression (Fold) CT MS TGWT KO #*

8、 # KOTGWT MSCT MSCT * * HSF1对 HIF-1表达的影响 GAPDH p53 MSCT 4 3 2 1 0 P53 Expression (Fold) CT MS TGWT KO #* # KOTGWT MSCT MSCT * * GAPDH p53 KOTGWT TACSham 0 1 2 3 4 5 KOWTTGWT # # * WT TAC Sham P53 Expression (Fold) HSF1对 p53表达的影响 心肌组织 内皮细胞 HIF-1 p53 TFIIB Sham TAC TAC TAC Vector Vector HIF-1 p53 siRN

9、A Vector Vector HIF-1 p53 siRNA 0 1 2 3 * * * # TAC Sham p53 E xpression (Fold of Sham) * * # Vector Vector HIF-1 p53 siRNA TAC Sham HIF-1 Expression (Fold of sham)0 2 1 * 3 A B C 注射 HIF-1基因和 p53的 siRNA对 HSF1敲除小鼠 HIF-1和 p53表达的影响 Sham TAC TAC TAC Vector Vector HIF-1 p53 siRNA Vector Vector HIF-1 p53

10、siRNA LVIDd (mm) 0 2 4 6 * * * # TAC Sham LVEF (%) 0 20 60 80 40 100 * * # Vector Vector HIF-1 p53 siRNA TAC Sham 注射 HIF-1基因和 p53的 siRNA对 HSF1敲除小鼠心肌肥厚和心功能的影响 HIF-1 p53 TFIIB Sham TAC TAC TAC Vector Vector p53 HIF-1 siRNA Vector Vector p53 HIF-1 siRNA 0 1 2 3 TAC Sham # Vector Vector p53 HIF-1 siRNA

11、TAC Sham 0 1 2 3 * * * A B C HIF-1 Expression (Fold of sham) p53 E xpression (Fold of Sham) 注射 p53基因和 HIF-1的 siRNA对 HSF1转基因小鼠 HIF-1和 p53表达的影响 Vector Vector p53 HIF-1 siRNA # LVIDd (mm) 0 2 4 6 TAC Sham Vector Vector p53 HIF-1 siRNA Sham TAC TAC TAC LVEF (%) 0 20 60 80 40 100 # Vector Vector p53 HIF-

12、1 siRNA TAC Sham D E F 注射 p53基因和 HIF-1的 siRNA对 HSF1转基因小鼠心肌肥厚和心功能的影响 p53 siRNA Vessel Numbers/well CT MS # * 0 25 50 75 100 * Vector HIF-1 Vessel Numbers/well CT MS # * 0 25 50 75 100 * Vector HIF-1 siRNAp53 Vector p53 siRNAHIF-1Vector p53 HIF-1 siRNAVector Vector CT MS MS MS VectorVector p53和 HIF-1对

13、培养心肌微血管内皮细胞 血管形成功能的影响 HSF1-TG HSF1-KO HSF1-TGHSF1-KO 压力超负荷 血管新生 心肌肥厚 微血管障碍 心衰 HIF1 Ang1 , VEGF p53 HIF1 Nature 2007 压力超负荷 血管新生 心肌肥厚 微血管障碍 心衰 HIF1 Ang1 , VEGF p53 HIF1 HSF1 Nature 2007 心力衰竭的基因治疗 基因治疗的方式： 1 过表达有益基因，如 HSF1， HIF-1等 2 通过诱导因子改变目标基因在细胞内的活动 3 RNA干扰某些基因的作用，如 p53等 4 纠正有害的基因突变 太累了 前 负荷 后 负荷 对于已经疲劳过度的马是继续加鞭呢还是减荷？ 展望 :心力衰竭的治疗策略 基因、细胞 心肌再生：细胞、血管 Acknowledgement 李纪明 姜 红 马 宏 吴 剑 李 磊 贾剑国 Issei Komuro 龚 慧 苑 洁 日本千叶大学 上海市心血管病研究所 日本山口大学 Akira Nakai