TRPM7在巨噬细胞参与心纤维化中的作用及药物干预文献综述

 2022-12-20 10:12

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

  1. 研究背景

心血管疾病是人类致死的重要疾病之一,心脏病在西方社会被列为致死率首位。其中心肌纤维化是多种严重疾病如心肌肥厚、心肌梗死、心衰、严重性心律失常等的生理病理表现。心肌纤维化包括纤维细胞表形的转变,心肌胶原纤维成分不成比例地增多,排列紊乱,心肌间质胶原合成和降低比例失调等多个方面的改变。由于各种因素所导致的心肌胶原表达过多而引起的心肌纤维化是高血压心室肥厚由代偿向失代偿转化的重要病理过程,也是引发心衰的核心环节,因此研究心肌纤维化的形成因素与机理有重要的价值。

单核巨噬细胞不但促进纤维化反应的发生,而且可能参与纤维化的转归。单核巨噬细胞的表型和功能多样,这使得它们有着促纤维化和抗纤维化的双重作用,然而其具体的作用取决于参与反应的细胞亚型以及微环境因素。单核巨噬细胞的亚群可能通过分泌细胞因子和生长因子调节纤维化,以及分泌蛋白酶来调节基质的重塑。而且,单核巨噬细胞可能通过吞噬清除坏死细胞来参与纤维化的发展,或通过清除凋亡成纤维细胞和细胞基质碎片来减少纤维化的发生。在受损心肌中可见大量的巨噬细胞募集,但巨噬细胞纤维化的具体功能仍不明确。

研究发现1 型辅助性T细胞( helper T cell 1,Th1) 因子抑制原始细胞向成纤维细胞分化,而Th2 细胞因子促进原始细胞向成纤维细胞分化,且生长因子也对纤维化起着调控作用。心肌梗死时梗死区域有大量的细胞因子,因此细胞因子及其受体可能参与单核细胞在心肌的募集以及单核细胞向成纤维细胞分化。

巨噬细胞根据激活后的功能和表型的不同分为经典激活型(M1型)和代替激活型(M2型)。M1型巨噬细胞的激活主要依赖于LPS、gamma;干扰素、C-C趋化因子,并分泌促炎因子如IL-1、IL-12、IL-23gamma;干扰素及活性氧分子(ROS)等。这些促炎因子有吞噬、杀菌,抗原呈递及降解细胞外基质等功能。此外M1型巨噬细胞分泌的IL-1beta;可以诱导MMP-9的表达,并促进转化生长因子beta;(TGF-beta;)刺激成纤维细胞的增殖。M2型巨噬细胞清除坏死产物功能强大,发挥重要的组织修复、免疫耐受和炎症抑制作用,具有促进细胞外基质重建、细胞增殖、血管新生等功能。在心肌缺血早期,心肌以M1型巨噬细胞募集为主,从而加速心肌的凋亡;而在心肌缺血中晚期,心肌以M2型巨噬细胞为主,参与心肌纤维化的发生。

瞬时受体电位 (transient receptor potential, TRP) 通道是一类广泛表达的非选择性阳离子通道, 可对多种阳离子, 如Ca2 、Mg2 、Na 、K 等通透, 并通过调控细胞内外离子平衡参与各种生理、病理过程。TRP通道家族根据氨基酸序列的相似性,可以被分为3个亚族:short TRP(STRP)、long TRP(LTRP)、osm-9-like TRP(OTRP)。LTRP亚族中的TRPM7具有蛋白激酶结构,是近年来研究最深入,也是最具代表性的双功能膜蛋白。TRPM7广泛表达于哺乳动物的心、肝、脾和脑等组织器官, 其中在肾脏和心脏中表达最高, 离子通透顺序为Ni2 gt;Zn2 gt;Ba2 gt;Mg2 gt;Ca2 ~Mn2 ~Sr2 gt;Cd2 。TRPM7基因缺陷的细胞可因细胞内镁缺乏而停止生长, 向培养基中补充Mg2 可以弥补这一缺陷, 提示TRPM7具有调节细胞Mg2 平衡的作用。升高细胞内Mg2 、Zn2 和Mn2 等二价阳离子浓度可以抑制TRPM7的活性。目前研究发现,TRPM7参与多种生理活动和疾病的发生发展,如胚胎细胞的发育与增殖、肿瘤的增殖与迁移、神经细胞的凋亡和损伤、平滑肌细胞和成纤维细胞的增殖等。TRPM7在巨噬细胞激活和极化中同样起重要作用。

  1. 实验目的及意义

本课题拟采用TRPM7通道阻断剂,抑制巨噬细胞TRPM7通道功能,观察在缺氧或者LPS刺激下巨噬细胞细胞因子分泌及增殖活性等的改变与心肌纤维化进程的关系,探讨TRPM7对巨噬细胞激活的影响与心纤维化的关系,并观察黄芪甲苷等抗心纤维化药物的作用靶点。

3、实验内容

主要包括细胞培养、western blotting、通道沉默等。

4、实验计划

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