心血管病研究進展

1、 中南大學湘雅醫(yī)學院病理生理學系中南大學湘雅醫(yī)學院病理生理學系 （45歲以上人群中心血管病及腫瘤死亡占總死亡人數(shù)的百分率）歲以上人群中心血管病及腫瘤死亡占總死亡人數(shù)的百分率） who世界衛(wèi)生統(tǒng)計年報世界衛(wèi)生統(tǒng)計年報 美國用于心血管 病的治療費用 2740億美元億美元 我國用于心血 管病防治費用 1000億元人民幣億元人民幣 心血管病是心血管病是“第一殺手第一殺手” 國際疾病分類原則第九版國際疾病分類原則第九版(icd-9）規(guī)定）規(guī)定 心血管病 高血壓病 風濕熱 慢性風濕性心臟病 缺血性心臟病 肺心病 腦血管疾病 動脈粥樣硬化 先天性心臟病 1. 重大的心血管國際會議重大的心血管國際會議 aha

2、:american heart association (美國心臟協(xié)會美國心臟協(xié)會)； acc: american college of cardiology (美國心臟病學會美國心臟病學會) ； esc：european society of cardiology(歐洲心臟病學會歐洲心臟病學會)， ishr：international society for heart research (國際心臟研究會）國際心臟研究會） 2. medline 文獻檢索文獻檢索 選擇前沿熱點問題的依據(jù)選擇前沿熱點問題的依據(jù) 心血管研究中的熱點問題心血管研究中的熱點問題 1.1.心肌細胞能否再生心肌細胞能否再

3、生 2.2.干細胞移植治療心肌梗死干細胞移植治療心肌梗死 3.3.動脈粥樣硬化與炎癥及免疫的關(guān)系動脈粥樣硬化與炎癥及免疫的關(guān)系 4.micrornas4.micrornas與心血管疾病與心血管疾病 5.5.心肌損傷與保護心肌損傷與保護 6.6.心血管病的功能基因組學研究心血管病的功能基因組學研究 成熟個體的心肌細胞能否增殖成熟個體的心肌細胞能否增殖 與再生？與再生？ 熱點之一：熱點之一： ki-67 ki-67ki-67抗原是增殖細胞核抗原抗原是增殖細胞核抗原, ,是一種是一種 與細胞周期相關(guān)的蛋白質(zhì)，是目前多種惡與細胞周期相關(guān)的蛋白質(zhì)，是目前多種惡 性腫瘤尤其是乳腺癌研究中的熱門生物指性腫瘤

4、尤其是乳腺癌研究中的熱門生物指 標，可以通過標，可以通過ki-67ki-67抗原的檢測，了解惡性抗原的檢測，了解惡性 腫瘤的細胞增殖活性。腫瘤的細胞增殖活性。 ki-67標記梗塞心臟的心肌細胞標記梗塞心臟的心肌細胞 distant myocardiumthe border zone (beltrami ap: n engl j med 344(23):1750-7, 2001) 梗塞心臟的分裂心肌細胞中可見到紡錘體梗塞心臟的分裂心肌細胞中可見到紡錘體 identification of mitotic spindles in dividing myocytes from infarcted h

5、earts tubulin pi a -actin merge 處于胞質(zhì)分裂過程中的心肌細胞處于胞質(zhì)分裂過程中的心肌細胞 a myocyte in the process of cytokinesis. 梗塞心臟中有絲分裂的心肌細胞核梗塞心臟中有絲分裂的心肌細胞核 梗塞心臟中心肌細胞的胞質(zhì)分裂梗塞心臟中心肌細胞的胞質(zhì)分裂 1-6 心肌梗塞對有絲分裂心肌細胞數(shù)目的影響心肌梗塞對有絲分裂心肌細胞數(shù)目的影響 移植的女性供體心臟中的移植的女性供體心臟中的 染色體染色體 y 參見參見 quaini f: n engl j med 346(1): 5-15, 2002 the arrows indicat

6、e the presence of ki- 67, and the yellow areas show the y chromosomes. 女性供體心臟心肌細胞的女性供體心臟心肌細胞的y染色體染色體 1-10 男性受體細胞進入女性供體心臟的可能途徑男性受體細胞進入女性供體心臟的可能途徑 參見schwartz-robert s: n engl j med 346(1):2-4, 2002 研究發(fā)現(xiàn)，有些魚類和兩棲類動物的心臟研究發(fā)現(xiàn)，有些魚類和兩棲類動物的心臟 有很強的自我修復的能力，但這種現(xiàn)象在哺乳有很強的自我修復的能力，但這種現(xiàn)象在哺乳 動物身上以前尚未看到。動物身上以前尚未看到。 201

7、1 2011年，由美國得克薩斯大學研究者完成的一項年，由美國得克薩斯大學研究者完成的一項 實驗發(fā)現(xiàn)，將剛出生一天的小鼠心臟的左心室尖切下實驗發(fā)現(xiàn)，將剛出生一天的小鼠心臟的左心室尖切下 一部分一部分( (占肌肉組織的占肌肉組織的15%)15%)，很快小鼠的心臟便開始，很快小鼠的心臟便開始 再生，再生，2121天后完全恢復，兩個月后心臟功能恢復正常天后完全恢復，兩個月后心臟功能恢復正常 。但是，當研究人員給出生。但是，當研究人員給出生7 7天的小鼠進行相同手術(shù)天的小鼠進行相同手術(shù) 后，心臟并未出現(xiàn)再生。因此表明，老鼠的心臟自主后，心臟并未出現(xiàn)再生。因此表明，老鼠的心臟自主 再生能力僅能維持非常短暫

8、的時間。再生能力僅能維持非常短暫的時間。 發(fā)表在發(fā)表在 sciencescience。 1. turning back the cardiac regenerative clock: lessons from the neonate. trends cardiovasc med. 2012 aug 14. 2. epicardial progenitor cells in cardiac regeneration and neovascularisation. vascul pharmacol. 2012 aug 11. 3. cardiac regeneration from activat

9、ed epicardium. plos one. 2012;7(9):e44692. 4. migration of cardiomyocytes is essential for heart regeneration in zebrafish. development. 2012 oct 3. 尚待進一步解決的問題尚待進一步解決的問題 1 1 心肌細胞再生的機制心肌細胞再生的機制 2 2 心肌細胞再生的來源心肌細胞再生的來源 3 3 分離特異性的心臟干細胞分離特異性的心臟干細胞 熱點之二：熱點之二： 心肌梗死一般在冠狀動脈閉塞后2030min，即 有少量心肌細胞壞死，12h絕大部分心肌呈凝固

10、 性壞死，12周后壞死組織逐漸纖維化，68周成 為陳舊性梗死灶。 目前，對于心肌梗死的治療方法，如溶栓治療 及冠狀動脈旁路移植術(shù)，只能使其恢復再灌注，對 于已經(jīng)壞死的心肌并不能使其恢復功能。 細胞移植則是一種新的治療策略，它是細胞移植則是一種新的治療策略，它是 把健康的細胞移植到病損的心肌中，加固其把健康的細胞移植到病損的心肌中，加固其 結(jié)構(gòu)并改善其功能。結(jié)構(gòu)并改善其功能。 動物實驗已經(jīng)顯示了細胞移植代替心肌動物實驗已經(jīng)顯示了細胞移植代替心肌 細胞的可能性，移植細胞可在宿主受損心肌細胞的可能性，移植細胞可在宿主受損心肌 細胞中存活，并增殖分化，改善宿主心臟功細胞中存活，并增殖分化，改善宿主心臟

11、功 能。能。 全能、多能干細胞移植全能、多能干細胞移植 向心肌細胞分化向心肌細胞分化 胚胎干細胞胚胎干細胞 向心肌細胞分化向心肌細胞分化 骨髓間充質(zhì)干細胞骨髓間充質(zhì)干細胞 胎幼心肌細胞移植胎幼心肌細胞移植 骨骼肌衛(wèi)星細胞移植骨骼肌衛(wèi)星細胞移植 90年代中年代中晚期晚期 90年代晚期年代晚期 90年代末至今年代末至今 特點：特點： （1）某些骨髓干細胞為多潛能細胞，具有分化成 心肌細胞、血管內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞的潛能; （2）骨髓干細胞易從自體采集; （3）由移植的骨髓干細胞分化來的心肌細胞能與 周圍組織進行有效的電-機械偶合; （4）自體骨髓干細胞移植不存在免疫排斥反應。 骨髓干細胞骨髓干細胞

12、 注射方法 直接心外膜注射、心內(nèi)膜注射、靜脈注射和 經(jīng)冠狀動脈導管注射四種形式，最后一種創(chuàng)傷 小、有前途。 德國的strauer等首先將這種類型的細胞移植 應用于臨床。在急性心肌梗死后6天，將細胞注 入冠狀動脈內(nèi)，觀察10周后，發(fā)現(xiàn)心肌梗死范 圍從24.7%減少到15.7%，心臟射血分數(shù)（ef值 ）升高20%30%，為骨髓單個核細胞移植掀開 了新的一頁。 臍血干細胞臍血干細胞 臍血干細胞在自我更新、增殖分化和體外擴增臍血干細胞在自我更新、增殖分化和體外擴增 等方面的潛能等方面的潛能, ,明顯優(yōu)于骨髓干細胞明顯優(yōu)于骨髓干細胞, ,有可能成為有可能成為 未來細胞移植的重要供體。未來細胞移植的重要供

13、體。 但胚胎干細胞的難獲得性，排斥反應以及各種但胚胎干細胞的難獲得性，排斥反應以及各種 倫理學爭論限制了該類細胞的運用。倫理學爭論限制了該類細胞的運用。 骨髓細胞移骨髓細胞移 植使梗塞心植使梗塞心 肌再生肌再生 (nature 410: 702-4, 2001) 注射注射c-kitpos骨髓骨髓 細胞的梗塞心肌細胞的梗塞心肌 心肌修復和間心肌修復和間 隙連接蛋白隙連接蛋白43 骨髓細胞移植對骨髓細胞移植對 心功能的影響心功能的影響 transplanted cells infarcted myocardium unknown molecular signal proliferation and

14、 differentiation cytoplasmic proteins nuclear proteins functional competence 骨髓細胞移植使心肌再生的可能機制骨髓細胞移植使心肌再生的可能機制 1. 1. 什么時間移植最好什么時間移植最好 ( (心梗后心梗后? ? 心衰時心衰時?)?) 2. 2. 從何處取細胞從何處取細胞? ? 3. 3. 以什么方法送入心肌以什么方法送入心肌? ? 4. 4. 移植多少細胞移植多少細胞? ? 5.5.副反應：副反應：心律失常、免疫排斥反應、致瘤性等。心律失常、免疫排斥反應、致瘤性等。 尚待解決的問題尚待解決的問題 細胞因子促細胞因子

15、促 進骨髓干細進骨髓干細 胞遷移及心胞遷移及心 肌再生肌再生 細胞因子處理改善了心肌力學指標細胞因子處理改善了心肌力學指標 20032003年，在實驗鼠和人類心肌組織中先后發(fā)現(xiàn)年，在實驗鼠和人類心肌組織中先后發(fā)現(xiàn) 了心臟自身干細胞。了心臟自身干細胞。 英國醫(yī)學刊物英國醫(yī)學刊物柳葉刀柳葉刀20112011年年1111月月1414日在線發(fā)日在線發(fā) 布的研究報告說，美國研究人員用心臟干細胞療法布的研究報告說，美國研究人員用心臟干細胞療法 治療心肌梗塞的臨床試驗獲得成效。治療心肌梗塞的臨床試驗獲得成效。 培養(yǎng)從患者心臟提取的干細胞并用于治療，可在一培養(yǎng)從患者心臟提取的干細胞并用于治療，可在一 年內(nèi)有效

16、減少受損心臟中的疤痕組織。年內(nèi)有效減少受損心臟中的疤痕組織。 美國馬里蘭大學醫(yī)學院研究人員第一次直接對新美國馬里蘭大學醫(yī)學院研究人員第一次直接對新 生兒和成人來源的心臟干細胞進行比較生兒和成人來源的心臟干細胞進行比較. .他們發(fā)現(xiàn)新他們發(fā)現(xiàn)新 生兒心臟干細胞恢復心臟功能到將近正常水平的能力生兒心臟干細胞恢復心臟功能到將近正常水平的能力 是成人心臟干細胞的是成人心臟干細胞的3 3倍倍. .再者再者, ,在心臟病模式動物中在心臟病模式動物中, , 經(jīng)過新生兒心臟干細胞處理的心臟泵血能力要比那些經(jīng)過新生兒心臟干細胞處理的心臟泵血能力要比那些 成人心臟干細胞更強成人心臟干細胞更強. .相關(guān)研究于相關(guān)研

17、究于20122012年年9 9月月1111日發(fā)表日發(fā)表 circulationcirculation期刊上期刊上. . 德國伯恩大學和美國康奈爾大學研究人員卻發(fā)德國伯恩大學和美國康奈爾大學研究人員卻發(fā) 現(xiàn)，幼年實驗鼠在被誘發(fā)生心肌梗死后，其體內(nèi)心現(xiàn)，幼年實驗鼠在被誘發(fā)生心肌梗死后，其體內(nèi)心 臟干細胞可以為心臟肌肉組織修復再生提供新細胞臟干細胞可以為心臟肌肉組織修復再生提供新細胞 。該研究成果已經(jīng)發(fā)布在。該研究成果已經(jīng)發(fā)布在美國科學院院報美國科學院院報（ pnaspnas）20122012年網(wǎng)絡(luò)版上。年網(wǎng)絡(luò)版上。 動脈粥樣硬化是一種慢性動脈粥樣硬化是一種慢性 炎癥及自身免疫性疾病炎癥及自身免疫性

18、疾病 熱點之三：熱點之三： 四個階段四個階段 脂紋脂紋 纖維斑塊纖維斑塊 粥樣斑塊粥樣斑塊 繼發(fā)病變繼發(fā)病變 出血、鈣化、出血、鈣化、 潰瘍、血栓、潰瘍、血栓、 動脈瘤動脈瘤 穩(wěn)定斑塊穩(wěn)定斑塊 不穩(wěn)定斑塊不穩(wěn)定斑塊 pathogenisis 1973：monoclonal hypothesis（benditt） 1841：thrombogenic hypothesis (rokitanski） 1863：lipid infiltration hypothesis (virchow) 1976：response-to-injury hypothesis（ross） 1999：inflammati

19、on and inmmune hypothesis（ross） monoclonal hypothesis n(1)benditt e p. evidence for a monoclonal origin of human atherosclerotic plaques. proc natl acad sci usa 1973;70:1753-6 n(2)benditt e p. the origin of atherosclerosis. scientific american 1977;236(2):74-85 n(3)schwartz s m. monoclonality of smo

20、oth muscle cell in human atherosclerosis. am j pathology 1997;151(3):697 response-to-injury hypothesis 4.ross r. the pathogenesis of atherosclerosis, a perspective for the 1990s. nature 1993;362:801-9 (if=32.182,2004) 5. ross r. atherosclerosis- an inflammation disease. n engl j med 1999;340(2):115-

21、 123 inflammation and inmmune hypothesis 高膽固醇血癥導致免疫細胞在血管壁的募集高膽固醇血癥導致免疫細胞在血管壁的募集 氧化的低密度脂蛋白（氧化的低密度脂蛋白（ox-ldlox-ldl）在巨噬）在巨噬 細胞中的處理、抗原提呈及細胞中的處理、抗原提呈及t-t-細胞的活化細胞的活化 動脈粥樣硬化中的免疫細胞動脈粥樣硬化中的免疫細胞 單核細胞荷脂分泌細胞因子（如mcp-1), 導致t細胞激活，釋放ifr, 導致平 滑肌細胞表型發(fā)生改變，斑塊形成。 7 引起動脈粥樣硬化中自身免疫及炎癥反應的部分引起動脈粥樣硬化中自身免疫及炎癥反應的部分 抗原抗原 inflamm

22、atory markers and atherosclerotic risk markers: nserum amyloid淀粉樣蛋白 nleukocyte count白細胞計數(shù) nfibrinogen纖維蛋白原 nc-reactive protein c-反應蛋白 n nitrotyrosine氮酪氨酸 n myeloperoxidase髓過氧化物酶 nsoluble icam-1、tnf-、il-6、 cd40l crp crp可預測心血管病事件，獨立于年齡、吸煙、膽固醇、 糖尿病。 經(jīng)15個人群40000人研究: crp3.0mg/l為高度危險. 進而研究其基因多態(tài)性。 治 療 介入心臟

23、學的里程碑介入心臟學的里程碑 1百萬只百萬只/年年 美國美國 如何解決支架內(nèi)再狹窄（如何解決支架內(nèi)再狹窄（isrisr）是當今）是當今 冠心病介入治療最令人關(guān)注的難題之一。冠心病介入治療最令人關(guān)注的難題之一。 針對再狹窄發(fā)生的機制、影響因素及針對再狹窄發(fā)生的機制、影響因素及 防治措施防治措施, ,進行了較多研究進行了較多研究, ,如術(shù)中操作規(guī)如術(shù)中操作規(guī) 范化，藥物涂層支架、血管內(nèi)放射治療、范化，藥物涂層支架、血管內(nèi)放射治療、 再狹窄的基因治療以及口服藥物預防等。再狹窄的基因治療以及口服藥物預防等。 藥物涂層支架已完成或正在進行的多藥物涂層支架已完成或正在進行的多 個臨床試驗已展示了令人振奮的

24、結(jié)果。個臨床試驗已展示了令人振奮的結(jié)果。 藥物涂層支架即將抗血栓和抗增殖藥藥物涂層支架即將抗血栓和抗增殖藥 物包被于冠脈支架上物包被于冠脈支架上, ,植入冠脈后藥物在植入冠脈后藥物在 局部以局部以“洗脫洗脫”方式緩慢釋放方式緩慢釋放, ,既能增加既能增加 局部藥物濃度局部藥物濃度, ,又能減少全身副作用又能減少全身副作用, ,從而從而 降低再狹窄率。降低再狹窄率。 抗血栓作用的藥物涂層支架抗血栓作用的藥物涂層支架 如攜帶肝素、磷酸膽堿、碳化物等。如攜帶肝素、磷酸膽堿、碳化物等。 因現(xiàn)在的支架均為金屬材料因現(xiàn)在的支架均為金屬材料, ,金屬所帶負金屬所帶負 電荷暴露在血液中可促進凝血過程電荷暴露在

25、血液中可促進凝血過程, ,此類此類 物質(zhì)在支架表面形成完整的包膜物質(zhì)在支架表面形成完整的包膜, ,能減少能減少 血栓形成血栓形成, ,進而降低再狹窄率。進而降低再狹窄率。 1 雷帕霉素（雷帕霉素（rapamycin) 具抑制免疫及抗細胞增生作用具抑制免疫及抗細胞增生作用 2 紫杉醇（紫杉醇（paclitaxel) 通過抑制細胞有絲分裂而抑制通過抑制細胞有絲分裂而抑制 平滑肌細胞增殖和遷移平滑肌細胞增殖和遷移 3 放線菌素放線菌素d（actinomycin d) 再狹窄高，效果不好再狹窄高，效果不好 主要抗增殖作用研究的藥物主要抗增殖作用研究的藥物 藥物涂層支架改善了冠狀動脈介入治療藥物涂層支架

26、改善了冠狀動脈介入治療 的預后，但也帶來了許多新問題，涂層藥物的預后，但也帶來了許多新問題，涂層藥物 抑制平滑肌細胞增殖的同時，也抑制了正常抑制平滑肌細胞增殖的同時，也抑制了正常 內(nèi)皮細胞的再生，導致支架植入后血管內(nèi)皮內(nèi)皮細胞的再生，導致支架植入后血管內(nèi)皮 化過程延遲，增加了遲發(fā)型血栓形成風險?；^程延遲，增加了遲發(fā)型血栓形成風險。 熱點之四：熱點之四： micrornas與心血管疾病與心血管疾病 micrornas(mirnas)是一類非編碼蛋白質(zhì)的、 多物種高度保守表達并可調(diào)節(jié)基因表達的小rna。 mirnas一般約含2024個寡核苷酸，在轉(zhuǎn)錄后水 平下調(diào)基因表達。具有調(diào)控細胞增殖、分化和

27、凋 亡等生物學功能。最新研究預計有近千種mirnas 在人類基因組中表達，調(diào)節(jié)著大部分蛋白質(zhì)編碼 基因及非蛋白質(zhì)編碼基因的表達。 什么是什么是 micrornasmicrornas? ? 1.mirnas (micrornas)的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn) 1993年年, lee等發(fā)現(xiàn)等發(fā)現(xiàn)lin-4，負性調(diào)節(jié)，負性調(diào)節(jié)lin-14 蛋白的表達；蛋白的表達； 2000年年, reinhart等發(fā)現(xiàn)等發(fā)現(xiàn)let-7，可降低，可降低lin-41 蛋白的表達；蛋白的表達； 此后不到一年的時間里，此后不到一年的時間里， 美國三個實驗室美國三個實驗室 同時從線蟲、果蠅、哺乳動物的組織和細同時從線蟲、果蠅、哺乳動物的組織

28、和細 胞中克隆出大量的約含胞中克隆出大量的約含19-25個核苷酸長度個核苷酸長度 的非編碼的非編碼rna，并稱之為，并稱之為microrna。 2.2.生物合成生物合成 rna rna 聚聚 合酶合酶 1kb 65-75bp 19-25bp 核穿膜蛋白核穿膜蛋白 exportin5 risc :rna介導的介導的 沉默子復合體沉默子復合體 3.microrna作用機制作用機制 (1)如果如果mirna與靶與靶mrna匹配完全，則該匹配完全，則該 risc復合體降解靶復合體降解靶mrna； (2)若兩者序列部分匹配，尤其是若兩者序列部分匹配，尤其是mirna的的5 端端2-8個被稱為種子序列個被

29、稱為種子序列(seed sequence)的核的核 苷酸與靶苷酸與靶mrna匹配完好，則通過抑制靶匹配完好，則通過抑制靶 mrna的翻譯來沉默特定基因。的翻譯來沉默特定基因。 4. 4. mirnamirna的生物學功能的生物學功能 生物發(fā)育生物發(fā)育 腫瘤腫瘤 細胞增殖與凋亡細胞增殖與凋亡 組織分化組織分化 5.microrna5.microrna在心血管疾病中的作用在心血管疾病中的作用 5.1 5.1 micrornamicrorna與先天性心臟病與先天性心臟病 dicer dicer缺失可導致心肌收縮蛋白表達缺失可導致心肌收縮蛋白表達 異常異常, ,肌小節(jié)明顯錯亂肌小節(jié)明顯錯亂, , 并很

30、快發(fā)展為心力并很快發(fā)展為心力 衰竭。衰竭。 在心臟發(fā)育形成中，在心臟發(fā)育形成中，mir-1-1mir-1-1和和mir-1-2mir-1-2基因基因 在心室特異性表達，并在心室肌增殖中起負性調(diào)在心室特異性表達，并在心室肌增殖中起負性調(diào) 節(jié)作用。節(jié)作用。 hand2 hand2是胚胎心臟發(fā)育初級階段所必需的一是胚胎心臟發(fā)育初級階段所必需的一 個基因，該基因突變或缺失可導致心臟發(fā)育不良個基因，該基因突變或缺失可導致心臟發(fā)育不良 甚至使心臟停留在早期發(fā)育狀態(tài)。甚至使心臟停留在早期發(fā)育狀態(tài)。 hand2 hand2是是mirna-1mirna-1的靶基因，的靶基因，mirna-1mirna-1可以適可

31、以適 時阻止時阻止hand2hand2蛋白合成，調(diào)控心臟正常發(fā)育，蛋白合成，調(diào)控心臟正常發(fā)育， 5.2 5.2 micrornamicrorna與心肌肥厚及心力衰竭與心肌肥厚及心力衰竭 應用并列應用并列micrornamicrorna微點陣方法分析微點陣方法分析186186 種不同種不同micrornamicrorna在兩種心肌肥厚鼠模型中的在兩種心肌肥厚鼠模型中的 表達。表達。 主動脈縮窄小鼠模型組主動脈縮窄小鼠模型組( (通過結(jié)扎胸主動脈造成通過結(jié)扎胸主動脈造成 心臟后負荷增加，建立肥厚心肌模型（心臟后負荷增加，建立肥厚心肌模型（thoracic thoracic aortic bandi

32、ngaortic banding，tab)tab) 2727種種micrornamicrorna表達明顯增表達明顯增 加，加，1515種表達降低。種表達降低。 顯著表達激活鈣磷酸酶顯著表達激活鈣磷酸酶a(activateda(activated calcineurincalcineurin a a，cnacna) )小鼠模型組小鼠模型組( (通過轉(zhuǎn)基因技通過轉(zhuǎn)基因技 術(shù)使鼠心肌術(shù)使鼠心肌cnacna過度表達，建立心肌肥厚模型過度表達，建立心肌肥厚模型) )有有 3333種種micrornamicrorna高于對照組，有高于對照組，有1414種表達降低。種表達降低。 tab tab組和組和cna

33、cna組上調(diào)的組上調(diào)的micrornamicrorna中有中有2121種相同，種相同， 下調(diào)的下調(diào)的micrornamicrorna中有中有7 7種相同。種相同。 mir-1, mir-133a 進一步研究發(fā)現(xiàn)他們是抑制心肌肥厚的進一步研究發(fā)現(xiàn)他們是抑制心肌肥厚的 重要因子。重要因子。 心肌肥厚模型中心肌肥厚模型中mir-1mir-1，mir-133amir-133a的表達的表達 水平均明顯下降。水平均明顯下降。 figure 4. cardiac- specific overexpr ession of mir-195 is suffi- cient to drive cardiomy op

34、athy. mir-195 figure 5. requirement of mir-208 for cardiomyocyte hypertrophy and fibrosis. a, schematic diagram of a heart following thoracic aortic banding (tab). b, sections of hearts of approximately 3-month-old wild-type and mir-208/ mice are shown following sham operation or tab for 21 days. mi

35、r-208 mir-21 研究發(fā)現(xiàn)采用反義寡核苷酸抑制原代心肌細研究發(fā)現(xiàn)采用反義寡核苷酸抑制原代心肌細 胞中胞中mir-21mir-21的表達，可抑制細胞肥大性生長。最的表達，可抑制細胞肥大性生長。最 新研究發(fā)現(xiàn)新研究發(fā)現(xiàn) 一種一種mir-21mir-21拮抗劑拮抗劑(antagomir-21) (antagomir-21) 可有效地防止心肌纖維化、肥厚和心力衰竭?？捎行У胤乐剐募±w維化、肥厚和心力衰竭。 mir-214在心肌肥大過程中也表達上在心肌肥大過程中也表達上 調(diào)，但研究發(fā)現(xiàn)調(diào)，但研究發(fā)現(xiàn)mir-214轉(zhuǎn)基因小鼠沒轉(zhuǎn)基因小鼠沒 有導致心臟異常的表型改變，這提示有導致心臟異常的表型改變，

36、這提示 mir-214在心肌肥大中的作用不顯著。在心肌肥大中的作用不顯著。 mir-214 5.3 microrna與心律失常與心律失常 使梗死區(qū)心肌內(nèi)特異上調(diào)或下調(diào)使梗死區(qū)心肌內(nèi)特異上調(diào)或下調(diào) mir-1mir-1的表達后發(fā)現(xiàn)，的表達后發(fā)現(xiàn)，mir-1mir-1的過表達可的過表達可 加重心律失常的發(fā)生加重心律失常的發(fā)生, , 而下調(diào)而下調(diào)mir-1mir-1的的 表達則減輕心梗后心律失常的發(fā)生。表達則減輕心梗后心律失常的發(fā)生。 mir-1 mir-133 mir-133表達上調(diào)將導致心肌內(nèi)向整表達上調(diào)將導致心肌內(nèi)向整 流性鉀通道功能異常，使流性鉀通道功能異常，使3 3相復極延長而相復極延長而

37、 導致長導致長qtqt綜合征綜合征( (lqtslqts) )。應用反義寡核苷。應用反義寡核苷 酸技術(shù)抑制酸技術(shù)抑制mir-133mir-133，可以達到治療，可以達到治療lqtslqts 的目的。的目的。 mir-133 5.4 5.4 micrornamicrorna與心肌纖維化與心肌纖維化 mir-21mir-21及及mir-29mir-29在纖維母細胞中表達豐在纖維母細胞中表達豐 富，而心肌細胞表達較少，因此推測在病理富，而心肌細胞表達較少，因此推測在病理 情況下纖維母細胞中情況下纖維母細胞中mir-21mir-21表達上調(diào)可促進表達上調(diào)可促進 纖維母細胞增殖。纖維母細胞增殖。 mir

38、-21mir-21和和 mir-29mir-29 無論是體內(nèi)還是體外實驗均發(fā)現(xiàn)無論是體內(nèi)還是體外實驗均發(fā)現(xiàn) mir-29mir-29表表 達下調(diào)可誘導膠原表達，而使心肌纖維母細胞達下調(diào)可誘導膠原表達，而使心肌纖維母細胞 mir-29mir-29表達上調(diào)可減少膠原的產(chǎn)生。表達上調(diào)可減少膠原的產(chǎn)生。 tgf-tgf- 刺激心肌纖維母細胞，誘導膠原產(chǎn)生刺激心肌纖維母細胞，誘導膠原產(chǎn)生 增多的同時，也可導致增多的同時，也可導致mir-29mir-29表達下調(diào)。這些表達下調(diào)。這些 發(fā)現(xiàn)提示發(fā)現(xiàn)提示mir-29mir-29家族成員表達下調(diào)可促進膠原家族成員表達下調(diào)可促進膠原 及細胞外基質(zhì)基因的表達，進而促

39、進心肌纖維及細胞外基質(zhì)基因的表達，進而促進心肌纖維 化的發(fā)生。化的發(fā)生。 5.5 5.5 micrornamicrorna與心肌細胞凋亡與心肌細胞凋亡 研究發(fā)現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)mir-1mir-1在在h9c2h9c2細胞中過表達可促細胞中過表達可促 進細胞凋亡的發(fā)生，在此基礎(chǔ)上用進細胞凋亡的發(fā)生，在此基礎(chǔ)上用mir-133mir-133處處 理后，可使凋亡細胞逐漸減少，這發(fā)現(xiàn)提示理后，可使凋亡細胞逐漸減少，這發(fā)現(xiàn)提示 mir-1mir-1與與mir-133mir-133在細胞凋亡發(fā)生發(fā)展中具有在細胞凋亡發(fā)生發(fā)展中具有 相反的作用。相反的作用。 hsp60 hsp60和和hsp70hsp70是是mir-

40、1mir-1的靶基因，而的靶基因，而 caspase-9caspase-9是是mir-133mir-133的靶基因。的靶基因。 mir-21 mir-21是一個抗凋亡是一個抗凋亡mirnasmirnas?？沟颉？沟?亡基因亡基因bcl-2 bcl-2 是是mir-21mir-21的一個間接靶分的一個間接靶分 子。子。 mir-1 mir-133mir-1 mir-133 6.microrna6.microrna與心血管疾病標記物與心血管疾病標記物 mirnamirna具有組織細胞特異性。一些具有組織細胞特異性。一些mirnamirna只有只有 在某些組織在某些組織/ /細胞中表達。例如在心肌中

41、含量最豐細胞中表達。例如在心肌中含量最豐 富的有富的有mir-1mir-1，let-7let-7，mir-133mir-133，mir-126-3pmir-126-3p， mir-30cmir-30c，和，和mirmir26a26a。 mirnamirna在疾病中的表達譜也可能是特異性的。在疾病中的表達譜也可能是特異性的。 某一病理過程或疾病表達某一特定群體的某一病理過程或疾病表達某一特定群體的mirnamirna。 這這mirnamirna的表達譜可以幫助疾病的診斷及對其預的表達譜可以幫助疾病的診斷及對其預 后的判斷。后的判斷。 7. 7. micrornamicrorna與心血管疾病的治療

42、與心血管疾病的治療 對于那些由于對于那些由于micrornasmicrornas表達上調(diào)所導表達上調(diào)所導 致的心血管疾病，減少致的心血管疾病，減少micrornasmicrornas的表達將的表達將 是一個很好的治療措施。是一個很好的治療措施。 1. 1. mirnamirna在心血管疾病中的作用機制；在心血管疾病中的作用機制； 2. 2. 尋找心肌特異性的尋找心肌特異性的mirnasmirnas及其相應的靶基因；及其相應的靶基因； 3. 3. 尋找某一種或幾種尋找某一種或幾種mirnamirna表達譜作為心血管疾表達譜作為心血管疾 病的診斷標志物；病的診斷標志物； 4. 4. 尋找器官和尋找

43、器官和/ /或細胞特異性的沒有嚴重副作用或細胞特異性的沒有嚴重副作用 或毒性的或毒性的mirnamirna調(diào)節(jié)器，以達到治療心血管疾病的調(diào)節(jié)器，以達到治療心血管疾病的 目的。目的。 尚待解決的問題尚待解決的問題 心肌損傷與保護心肌損傷與保護 injuryinjury 熱點之五：熱點之五： myocardial toxicosis cardiac overload arrhythmias necrosis and apoptosis cardiac remodeling heart failure ischemia atp calcium overload-induced hypercontra

44、ction rapid generation of reactive oxygen species inflammation (5)opening of the mitochondrial permeability transition pore (mptp) johansen jv, et al. basic res cardiol, 100: 295310, 2005 yasui k. j pharmacol sci 99, 205 210,2005 schwartz rj. cell 125, 427-429, 2006 nrsf 神經(jīng)元限制性沉默因子神經(jīng)元限制性沉默因子(neuron-

45、restrictive silencer (neuron-restrictive silencer factor,nrsffactor,nrsf) ) myocardial protection 細胞保護細胞保護 心肌保護：心肌保護：外源性保護外源性保護 內(nèi)源性保護：缺血預適應內(nèi)源性保護：缺血預適應 熱休克蛋白熱休克蛋白 1 1、心肌保護概念的形成、心肌保護概念的形成 2 2、內(nèi)源性心肌保護、內(nèi)源性心肌保護 （endogenous myocardial protection) 內(nèi)源性心肌保護概念的提出：內(nèi)源性心肌保護概念的提出： 19861986，murrymurry發(fā)現(xiàn)缺血預適應（發(fā)現(xiàn)缺血預

46、適應（ischemicischemic preconditioning preconditioning）；）； 19881988，curriecurrie發(fā)現(xiàn)經(jīng)熱休克預處理后，大發(fā)現(xiàn)經(jīng)熱休克預處理后，大 鼠心肌缺血鼠心肌缺血- -再灌注損傷減輕。再灌注損傷減輕。 kregel kc. j appl physiol 92: 21772186, 2002; benjamin ij. cir res,83;117-132; 1998 mcmillan dr, xiao x, j biol chem. 1998,273(13):7523-8 xiao x. embo j. 1999, 18(21):5

47、943-52 yan lj , xiao x, embo j. 2002, 21(19):5164-72, hsp70i hsc70 hs27 hsf1 genotype hs (430c, 1h) +/+ +/- -/- +/+ +/- -/- 18s casp.3 smac garrido c. bbrc, 286, 433442. 2001 beere hm, ticb. 11(1): 6-10 ,2001 c23 cleavage hsp70 hsp70 jiang bm, free rad bio med. 39:658-667. 2005 liu s, bbrc, 2007 (1)

48、 (in press) jiang bm, cell stress chaperon. 10(3):252-262 , 2005 bc bax p53 bc + authorshsps/hsf1 published fan gc hsp20 circulation. 2005, 12;111(14):1792-9. hollander jm hsp27 circulation. 2004, 7;110(23):3544-52. radford nb hsp70 proc natl acad sci u s a. 1996, 19;93(6):2339-42. trost suihsp70j c

49、lin invest. 1998, 15;101(4):855-62. lau sshsp70am j physiol heart circ physiol. 2000,278(5):h1439-45. kim ykhsp70 knock outcirculation. 2006,6;113(22):2589-97. yan lj hsf1 knock outembo j. 2002 oct 1;21(19):5164-72. cardiac protection using hsps/hsf1 transgenic animals or knock out mouse 指指經(jīng)過一次或多次短暫

50、缺血及再經(jīng)過一次或多次短暫缺血及再 灌注后，心肌對隨后更長時間的灌注后，心肌對隨后更長時間的 缺血損傷及再灌注損傷產(chǎn)生耐受缺血損傷及再灌注損傷產(chǎn)生耐受 的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 overview of proposed signalling pathways in ischemic preconditioning (ipc) (-) mptp przyklenk k, basic res cardiol 98: 149 157 (2003) zhao zq. am j physiol; 285:57988. 2003 zhao zq. cardiovascular research 70: 200 2

51、11, 2006 sun hy. am j physiol 288:h19001908. 2005 preconditioning versus post-conditioning ross a. j am coll cardiol, 2002，39(2)：338-340. willems l. cardiovascular research, 2005, 66 : 245 255 心血管病的功能基因組學研究心血管病的功能基因組學研究 熱點之六：熱點之六： in april 2003, the sequencing of human genome project was completed.

52、introduction functional genomics structural genomics 基因芯片基因芯片 抑制消減雜交抑制消減雜交 蛋白質(zhì)組分析蛋白質(zhì)組分析 生物信息學生物信息學 轉(zhuǎn)基因及基因敲除動物模型轉(zhuǎn)基因及基因敲除動物模型 常用技術(shù)常用技術(shù) 動脈硬化相關(guān)基因在人類染色體上動脈硬化相關(guān)基因在人類染色體上 的分布的分布 (lopes n: progress cardiovasc dis 44(5):330, 2002) 心血管疾病基因表達譜的研究心血管疾病基因表達譜的研究 心肌內(nèi)源性保護的心肌內(nèi)源性保護的 功能基因組學研究功能基因組學研究 transient myocard

53、ial ischemia/ reperfusion stunning preconditioning global analysis of gene expression in rat heart responding to transient schemia/reperfusion using cdna microarray and cluster analysis. using cdna microarray to analyze the gene expression profile of transient myocardial ischemia/reperfusion. 10 nov

54、el genes were cloned and logined in genbank, one of them is a tanscriptional factor, and was named mipu1. tgtcttatcgaa jiang l. bbrc, 2007, accepted identification of ipc-mediated differential protein by 2-de and ms in rats identification of ipc-mediated differential protein by 2-de and ms in rats.

55、table 3. identification of differential protein spots by ms 核仁素（核仁素（nucleolin）與心肌保護）與心肌保護 nucleolin is a multifunctional shuttle protein. major functions: binding and transporting rrnas; regulating the assembly of ribosomes; regulating the growth and proliferation of cells; virus infection; tumor fo

56、rmation. 1. nucleolin played important roles in oxidative stress induced cellular injuries; 2. heat shock and heat shock protein 70 could inhibit the downregulation of nucleolin expression. our studies: these results suggest that nucleolin may be an important injury-protecting factor. however, wheth

57、er nucleolin has effects on ip and what the effects are, remain unclear. fig1.5.the protective effect of myocardial ischemia preconditioning (ip) against the cleavage and down-regulation of nucleolin induced by ischemia/reperfusion injury. fig1.4. the expression of nucleolin in rat myocardial ischem

58、ia preconditioning (ip). a:western-blot experiments. b: ratio of density of nucleolin bands to gapdh bands (* p0.01 vs sham group, n=3). fig2.9. effect of 100um h2o2 preconditioning on the location of nucleolin protein. fig2.10.immunofluorescence analysis demonstrating the effect of h2o2 preconditioning on the location of nucleolin in cardiomyocytes. ctrl h2o2-pc 12h fig3.10. percentage of apoptotic cells analysis demon