dystrogycan缺陷肌营养不良相关性心肌病发病的细胞与分子机制研究.pdf

·中文论著摘要· 细胞与分子机制研究 研究背景与目的 一百五十年前人们首次认识到肌营养不良病人合并相关的心脏病，至今临床 上仍难以治愈。具有抗肌萎缩蛋白糖蛋白复合物(DystrophinGlycoprotein 管疾病，并且多达20％的病人最终死于心力衰竭。 研究表明DGC是维持心肌和骨骼肌正常结构与功能的关键性复合体，具有 双重的机械性的与非机械性的膜稳定与信号转导作用，与肌营养不良症相关性心 肌病的发病关系密切。DGC是一种多缘嵌合体，包含抗肌萎缩蛋白 于一种前体肽，这种前体肽可裂解成一种位于细胞外的高度糖基化的aDG蛋白 过其高亲和力与细胞外基质蛋白如层黏连蛋白(Laminin睨)结合从而介导了细 胞骨架和基底膜之间的连接。跨膜蛋白IB-DG位于细胞内的一端结合于 DG。 上述这些环节当中的任一元素突变，都会产生临床上表现各异即不同表型的 肌营养不良。例如，dystrophin绝对或相对缺乏或不足导致杜兴氏肌营养不良 (DuchenneMuscular Muscular 良性病程表现。编码Y．、a．、B一与8-SG亚单位的的基因突变将分别产生相应的 GirdleMuscular 肢带型肌营养不良(Limb 与0【．DG糖基化的酶蛋白的突变会导致DG的异常糖基化，致使DG作为骨骼肌 细胞外基质受体的这一重要功能遭到破坏，与骨骼肌中的配体的结合活性丢失， Muscular 引发相关的先天性肌营养不良(Congenital 些已经确认的疾病当中，同时合并心肌病变是其常见且严重的并发症。因此，在 DG的糖基化和功能方面的缺陷是几种人类肌营养不良相关性心肌病的起因。 蛋白糖基化途径常常混杂交错，所以有学者作出假设：其他蛋白可能是此酶 学途径的靶点并与疾病的表型有关?由此便产生了一个逻辑上的问题，DG基因 的遗传性消除能否在小鼠身上重复出许多甚至所有的疾病表型?DG敲除小鼠是 胚胎致死性的，原因是对啮齿类动物来说这是特异性致死性的发育缺陷。因此， 目前尚没有一种遗传性疾病的相关描述涉及到Q．或B．DG的自身突变，也就是说 目前尚未能在任一遗传性疾病当中确认以DG自身突变为主的病变。 本文研究者利用Cre-LoxP技术获得了心肌组织特异性DG缺失的基因突变 小鼠Mlc2vCre，使得有关DG在心肌这一特定组织中的结构与功能研究成为可 能。首先，将确认DG缺失是否能够充分且必要地解释蛋白糖基化缺陷肌营养不 良相关性心肌病的发生；其次，将探讨心肌细胞DG基因突变在肌营养不良相关 性心肌病的发病中所起的结构性和／或功能性的作用及其确切的作用机制；再 次，要研究与此相关的心肌细胞存活信号转导途径上可能参与的酶的磷酸化水平 以及其他可能参与其中的蛋白水解酶系统，以积极寻求潜在的临床治疗的新策 略。 mdx小鼠和13．、6一和y-SG基因敲除LGMD小鼠模型常常发展为心肌病，然而， 肌营养不良相关性心肌病的发病机制尚未完全为我们所了解。目前，DG与DGC 在引起肌营养不良相关性心肌病中所起的作用及其机制也仍不明了，可能的原因 分析如下：首先，DGC蛋白复合物在心肌组织系统表达分布和功能比较复杂， 心肌中DGC破坏可使得心肌细胞易感于膜损伤；其次，是否每一种蛋白在DGC 中主要地起到结构性的或是功能性的作用远未确定下来；再者，虽然具有骨骼肌 蛋白糖基化异常的病人可发展为心肌病，但在心肌病本身DG的作用及作用机制 2 尚未确立。本文将采用靶基因敲除和靶基因转导小鼠模型，使用在体和离体的研 究方法，着力阐释DG在心肌组织系统的结构与功能，探讨DG缺陷导致的与肌 营养不良相关的心肌病的发病机制，为肌营养不良相关性心肌病提供一种确定机 制和治疗靶向的手段。 ，、1-●’●-●实验材料与方法■，，，H 一、基因缺陷及转基因小鼠的获得及种系的维系： (Cre+／floxed DG)是心肌组织特异性DG敲除小鼠，其对照为相应的统一在 DG。 floxed／flox