miR-34a靶向MTUS1调控大鼠心肌纤维化

摘要

目的：心肌纤维化是多种心血管疾病进展过程中常见的病理改变，其主要特征为心肌间质中细胞外基质(extracellular matrix,ECM)过度沉积，并伴随心脏结构和功能异常。微RNA(microRNA,miRNA)在心肌纤维化相关调控过程中发挥重要作用。已有研究提示miR-34a参与调控心肌纤维化相关病理过程，但其在体内条件下对心肌纤维化及心功能的影响，以及其与微管相关肿瘤抑制因子1(mitochondrial tumor suppressor 1,MTUS1)之间的关系尚不明确。本研究旨在通过体内试验探讨miR-34a靶向MTUS1对大鼠心肌纤维化及心功能改变的影响。方法：选取健康成年雄性SD大鼠，采用异丙肾上腺素(isoproterenol,ISO)皮下注射建立心肌纤维化模型(模型组)，给药剂量为10 mg/(kg·d)，连续14 d，对照组给予等体积生理盐水。采用经胸超声心动图(transthoracic echocardiography,TTE)检测心脏结构和功能变化。取左心室组织制备石蜡切片，采用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色观察心肌组织结构改变，Masson染色评估胶原沉积情况。采用实时聚合酶链反应(real-time PCR)和蛋白质印迹法检测miR-34a、MTUS1及纤维化相关蛋白α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)和I型胶原(collagen I)的表达水平。利用生物信息学方法预测miR-34a与MTUS1的潜在结合位点，并通过双荧光素酶报告基因实验验证二者之间的靶向关系。进一步采用腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)在体内下调miR-34a及MTUS1的表达，评估其对心功能及心肌纤维化的影响。结果：ISO处理后，大鼠心肌组织出现明显纤维化相关病理改变。HE染色显示心肌细胞排列紊乱、间质增宽，Masson染色显示胶原纤维沉积增加。TTE检测结果显示，模型组左心室射血分数较对照组下降(P<0.05)。与对照组相比，模型组心肌组织中miR-34a表达上调，MTUS1表达下调，α-SMA和collagen I蛋白质表达水平升高(均P<0.05)。双荧光素酶报告基因实验结果表明，miR-34a可直接与MTUS1 3'非翻译区结合并抑制其表达。AAV介导下调miR-34a表达后，大鼠心肌纤维化程度减轻，胶原沉积减少，心功能指标较模型组改善；在同时下调MTUS1表达的条件下，上述改善作用发生相应变化。结论：在ISO诱导的大鼠心肌纤维化模型中，miR-34a可通过靶向MTUS1参与调控心肌纤维化相关病理过程及心功能改变。体内AAV干预结果提示miR-34a-MTUS1调控轴与心肌纤维化的发展相关。

关键词

心肌纤维化 / miR-34a / 微管相关肿瘤抑制因子1 / 腺相关病毒 / 经胸超声心动图 / 心功能