《PAK3在心肌肥大中的作用和機制研究》是依託南京大學，由徐標擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：PAK3在心肌肥大中的作用和機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐標
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
心室重構是各種心臟損傷最終導致心力衰竭的主要原因，心肌細胞肥大，凋亡加速，組織纖維化增加是心室重構的重要病理改變。申請人所在團隊在國內外首先發現小G蛋白Rac1的下游分子PAK3在心肌肥大的過程中顯著激活。提示PAK3可能是促進心肌肥大、心臟重構的重要調節因子，是抗心室重構治療的潛在靶點。為了證明上述假說，我們引進了PAK3基因敲除小鼠，擬在離體和在體兩個方向，探討其誘導心肌肥大的具體機制。同時利用無活性PAK3（ND-PAK3），採用基因轉染的方式，特異性地干擾PAK3及其下游通路，觀察該療法抑制心室重構的作用。
結題摘要
PAK3作為Rho GTPase家族信號通路下游的重要效應分子，在細胞存活、細胞增殖、細胞骨架重塑等方面發揮著重要作用。PAK 家族中的三種蛋白PAK1、PAK2 和PAK3 在心肌細胞中均有表達，PAK1、PAK2已被證實在心肌肥厚中發揮作用，但PAK3 在心室重構中的作用及其信號通路尚無報導。本研究擬進一步探討PAK3在心肌肥大中作用及機制。我們首先通過Western blot 與免疫組化均顯示在心衰患者、主動脈縮窄術後的小鼠心肌組織及體外誘導的肥大心肌細胞中，PAK3 的磷酸化水平均明顯增加，提示PAK3 的磷酸化可能與心肌肥厚病理過程相關。進一步動物實驗發現，小鼠主動脈縮窄術後4 周內PAK3 敲除組小鼠存活率較野生型小鼠明顯增加（85.0% Vs 70.0%）；術後四周PAK3 敲除組小鼠心室腔顯著減小，左室舒張末期內徑（LVEDd）及左室收縮末期內徑（LVESd）與野生型相比均明顯減少，心功能明顯改善；敲除組小鼠心臟體重比（HW/BW）、心臟脛骨長度比（HW/TL）均顯著低於野生型組，HE 染色發現，敲除組心肌細胞橫截面積明顯低於野生型小鼠；RT-PCR 示PAK3 敲除組的ANF、BNP 及β-MHC 均顯著低於野生型小鼠；Mason 染色亦可見PAK3 敲除後心肌纖維化程度較野生型明顯減少。與在體實驗相符，加入血管緊張素II 後，shPAK3敲減組心肌細胞截面積明顯小於對照組。進一步機制研究發現質粒轉染過表達PAK3後，PAK3心肌細胞橫截面積較對照組增大，同時伴隨著Raf1-ERK1/2 信號通路的激活，心肌細胞過表達PAK3 的同時用特異性抑制劑或RNAi的方法抑制c-Raf 和ERK 的活化後，心肌細胞肥大的表型可被逆轉。本研究證實PAK3可通過Raf1-ERK1/2 通路發揮促心肌肥大的作用，提示干預PAK3相關信號通路可作為臨床上治療心肌肥大的潛在靶標。
