MFAP5通过TGF-β1/Smad2信号通路调控压力负荷性心脏重塑

摘要

目的：压力负荷性心脏纤维化是心力衰竭进展的关键环节，目前临床缺乏有效的抗纤维化治疗靶点。微纤维相关蛋白质5（microfibril-associated protein 5,MFAP5）在肿瘤纤维化中发挥重要作用，但其在压力负荷性心脏纤维化中的作用未知。本研究旨在利用腺相关病毒血清型9（adeno-associated virus serotype 9,AAV9）载体介导的RNA干扰（RNA interference,RNAi）即AAV9-MFAP5-RNAi特异性敲低MFAP5，探讨其对经主动脉弓缩窄（transverse aortic constriction,TAC）诱导的小鼠压力负荷性心力衰竭模型中心肌纤维化及心功能的影响，并阐明其相关分子机制。方法：将7～8周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为4组（n=6）：假手术组（Sham组）、Sham+AAV9-MFAP5-RNAi组、TAC组、TAC+AAV9-MFAP5-RNAi组（TAC+AAV9组）。TAC模型通过行横向主动脉结扎术构建，以模拟压力负荷性心力衰竭。AAV9-MFAP5-RNAi(5×10¹¹ vg/mL)于术前2周经尾静脉单次注射。术后4周，采用超声心动图测量左室射血分数（left ventricular ejection fraction,LVEF）、左室短轴缩短率（left ventricular fractional shortening,LVFS）、左心室舒张末期内径（left ventricular internal diameter at end-diastole,LVIDd）及左心室后壁舒张期厚度（left ventricular posterior wall thickness at end-diastole,LVPWd）。超声检查结束后处死小鼠，取出心脏，剥离右侧胫骨，计算心脏重量/体重比（heart weight/body weight ratio,HW/BW）和心脏重量/胫骨长度比（heart weight/tibia length ratio,HW/TL）以评估心脏肥厚程度。Masson染色计算心肌胶原沉积面积百分比，评估心肌纤维化程度。蛋白质印迹法检测心肌组织中MFAP5、α-平滑肌肌动蛋白（alpha-smooth muscle actin,α-SMA）、Ⅰ型胶原蛋白（collagenⅠ）、Ⅲ型胶原蛋白（collagenⅢ）、成纤维细胞活化蛋白（fibroblast activation protein,FAP）、转化生长因子-β1（transforming growth factor-beta 1,TGF-β1）、Smad2（Smad family member 2）及磷酸化Smad2（phosphorylated Smad family member 2,p-Smad2）蛋白表达水平，评估小鼠心肌纤维化水平及相关信号通路的激活状态。结果：与Sham组比较，TAC组小鼠LVEF和LVFS均显著降低（均P<0.001）,LVIDd显著增高（P<0.001），而LVPWd无显著变化（P>0.05）;HW/BW和HW/TL均显著升高（均P<0.001）。Masson染色显示TAC组心肌胶原相对面积显著高于Sham组（P<0.001）。蛋白质印迹法结果显示，TAC组心肌组织中MFAP5、α-SMA、collagenⅠ、collagenⅢ、FAP、TGF-β1及p-Smad2/Smad2比值均显著高于Sham组（均P<0.05）。与TAC组比较，TAC+AAV9组LVEF和LVFS明显改善（均P<0.01）,LVIDd减小（P<0.01）,HW/BW和HW/TL均降低（分别P<0.001和P<0.01），心肌胶原相对面积减少（P<0.001）。TAC+AAV9组上述蛋白质表达水平均显著低于TAC组（均P<0.05）。结论：AAV9-MFAP5-RNAi介导的MFAP5下调可改善TAC诱导的小鼠心功能下降，减轻心肌纤维化和心脏重塑，其机制与抑制TGF-β1/Smad2信号通路激活有关。

关键词

主动脉弓缩窄 / 心肌纤维化 / 心力衰竭 / 微纤维相关蛋白质5 / TGF-β1/Smad2信号通路