KLF7调节心肌线粒体稳态参与心肌梗死病理进程的研究.pdfVIP

摘要

急性心肌梗死（AMI）是世界范围内发病率和死亡率都极高的心血管疾病。

在心肌梗死向心力衰竭发展的过程中涉及心肌细胞丧失，鉴于心肌细胞是一种

高度分化的永久细胞，不具备再生能力，所以挽救濒死的心肌细胞对于患者预

后的改善十分重要。线粒体裂变和融合的失衡被认为是发生线粒体自噬的前体，

继而引发细胞代谢的紊乱，最终引发细胞凋亡。实验室前期的研究证明，KLF7

（Krüppel-likefactor7）与代谢的联系密切。同时越来越多的研究证明，KLF7

与心血管疾病相关。然而目前的研究还没有明确KLF7与线粒体功能障碍的关

系，本研究将试图探究KLF7在AMI过程中对线粒体功能障碍的影响，以为

AMI治疗和靶向药物的开发提供理论依据。

本研究首先建立了冠状动脉左前降支结扎模型和过氧化氢诱导缺氧模型，

用来在体内和体外模拟心肌梗死。之后对两种模型进行了表征，结果显示，心

肌梗死发生后，心肌细胞凋亡，KLF7表达水平上调。并通过Myh6-Cre小鼠与

KLF72号外显子敲除的小鼠杂交，得到KLF7-/--Myh6Cre小鼠，以及使用慢病

毒转染KLF7的siRNA的方式构建新生小鼠心肌细胞KLF7敲低细胞系，建立

心肌梗死模型后进行了表征，结果显示，KLF7的敲除可以降低小鼠死亡率，恢

复心脏收缩功能，减小心肌梗死面积，改善心室负性重构，减少心肌细胞凋亡。

还通过尾静脉注射KLF7过表达AAV9的方式构建了KLF7成年过表达的小鼠，

以及使用慢病毒转染KLF7的的方式构建了NMCM细胞KLF7过表达细胞系，

建立心肌梗死模型后进行了表征，结果显示KLF7的过表达恶化心脏收缩功能，

增加心肌梗死面积，加重心室负性重构，加重细胞凋亡。

本研究还证明了KLF7通过调控线粒体裂变和融合平衡影响心肌细胞凋亡，

并发现了KLF7调控线粒体裂变和融合的关键靶基因。首先，构建了KLF7敲

低和过表达的NMCM细胞，之后通过线粒体示踪染色和电子显微镜观察了线

粒体的形态，结果显示KLF7敲低的NMCM细胞中线粒体纵横比较大，片段化

的线粒体较少，而KLF7过表达的NMCM细胞中线粒体纵横比较小，片段化的

线粒体较多。之后检测了模型中线粒体动力学相关基因的表达水平，从中鉴定

出了两个显著改变的基因，Mfn2和Phb2。经过荧光素酶报告基因测定法验证

了Mfn2和Phb2作为KLF7的靶基因，证实了KLF7可以同时负调控Mfn2或

Phb2。通过慢病毒转染得到Mfn2和Phb2过表达细胞系，构建模型后，利用过

线粒体示踪染色和电子显微镜观察了线粒体的形态，结果显示单纯的调控Mfn2

或Phb2可以调节线粒体稳态，进而影响心肌梗死进程中的细胞凋亡。更重要的

是，过表达Mfn2或Phb2的抑制凋亡作用可以被用慢病毒转染的过表达KLF7

抵消，主要体现在用慢病毒转染的过表达KLF7可以使得过表达Mfn2或Phb2

的缺氧心肌细胞中TUNEL阳性细胞增多，过表达Mfn2或Phb2的抑制凋亡作

用被抑制。

综上所述，在心肌梗死发生后，KLF7表达水平上调，细胞出现凋亡。KLF7

心肌特异性敲除后，可以有效缓解心肌梗死进程，挽救心肌细胞的丢失。而在

KLF7心肌特异性过表达后，心肌梗死进程恶化，心肌细胞凋亡增多。同时，

KLF7对心肌梗死进程的影响是通过影响心肌细胞线粒体分裂和融合的平衡实

现的，KLF7通过影响Mfn2和Phb2的表达水平影响线粒体动力学，进而影响

心肌梗死进程中的心肌细胞丧失。

本项研究阐明了KLF7在心肌梗死病理进程中的调控作用，解释了KLF7

影响心肌梗死病理进程中心肌细胞凋亡的机制，为寻找心肌梗死的新型治疗方

法提供了依据，可能成为心肌梗死新的治疗靶点，为新药物的开发提供了理论

依据。

关键词：心肌梗死；线粒体稳态；细胞凋亡；KLF7

Abstract

Acutemyocardialinfarction(AMI)isacardiovasculardiseasewithhigh