EZH2介导的组蛋白H3K27me3甲基化修饰异常在小鼠压力过载性心肌重构中的作用

摘要

目的：心肌重构是心力衰竭重要病理过程，目前临床上针对病理性心肌重构的特异性治疗匮乏，疗效欠佳。研究表明表观遗传学可调控病理性心肌重构。本研究通过建立压力过载性心肌重构小鼠模型，探究抑制组蛋白甲基化酶Zeste增强子同源物2(enhancer of zeste homolog 2,EZH2)导致的组蛋白3第27位赖氨酸三甲基化(histone3 lysine 27 trimethylation,H3K27me3)甲基化修饰异常对压力过载性心肌重构进程的影响。方法：选取无特定病原体(specific pathogen free,SPF)级昆明雄性小鼠。采用胸主动脉缩窄(thoracic aortic constriction,TAC)手术构建小鼠压力过载性心肌重构模型。根据随机数字表法，在第1部分实验中将小鼠分为正常(Normal)组、假手术(Sham)组、TAC术后4周(TAC-4W)组和TAC术后8周(TAC-8W组)4组；在第2部分实验中将小鼠分为Normal组、Sham组、TAC-8W组、TAC+Veh组(TAC术后给予双纯水灌胃)和TAC+丹参酮I(tanshinone I,Tan I)组(TAC术后给予Tan I灌胃)5组。通过超声心动仪检测小鼠的心脏结构和功能。在体视镜下观察小鼠心脏。收集小鼠心脏组织，采用蛋白质印迹法检测EZH2、H3K27me3、β-主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)的蛋白质表达水平；采用麦胚凝集素(wheat germ agglutinin,WGA)染色观察小鼠心肌细胞情况。结果：体视镜下可见：TAC-8W组小鼠心脏较Sham组增大，TAC+Tan I组小鼠心脏较TAC-8W组增大。超声心动图显示：与Sham组比较，TAC-4W组小鼠左室前壁厚度(leftventricularanteriorwallthickness, LVAWT)、左室后壁厚度(leftventricularposteriorwallthickness,LVPWT)和左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)均明显增加，左心室舒张末期直径(left ventricular end-diastolic diameter,LVEDD)和左心室收缩末期直径(left ventricular end-systolic diameter,LVESD)均明显降低(均P<0.05)；与TAC-4W组比较，TAC-8W组小鼠LVAWT、LVPWT和LVEF均明显降低，LVEDD、LVESD和左室容积(left ventricular volume,LVV)均明显增加(均P<0.05)；与TAC-8W组比较，TAC+Tan I组小鼠LVAWT、LVPWT和LVEF均明显降低，LVEDD、LVESD和LVV均明显增加(均P<0.05)。蛋白质免疫印迹结果显示：与Sham组比较，TAC-4W和TAC-8W组小鼠心肌组织中EZH2和H3K27me3表达水平均显著降低，β-MHC均显著升高(均P<0.05)；与TAC-8W组比较，TAC+Tan I组小鼠心肌组织中EZH2和H3K27me3表达水平均显著降低，β-MHC表达水平均显著升高(均P<0.05)。WGA染色结果显示：TAC-8W组小鼠心肌细胞面积较Sham组显著增加(P<0.05)，与TAC-8W组比较，TAC+Tan I组小鼠心肌细胞面积进一步增加(P<0.05);TAC-8W组小鼠单位心肌面积下心肌细胞数量较Sham组显著减少(P<0.05)，与TAC-8W组比较，TAC+Tan I组小鼠单位面积下心肌细胞数量进一步减少(P<0.05)。结论：通过EZH2抑制组蛋白H3K27me3甲基化修饰可促进小鼠压力过载性心肌重构，EZHZ可能成为病理性心肌重构的防治的新靶点。

关键词

心肌重构 / 心力衰竭 / 组蛋白甲基化酶 / Zeste增强子同源物2 / 组蛋白3第27位赖氨酸三甲基化 / 丹参酮I / 甲基化修饰