線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白50（tim50）在治療心肌肥厚中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于基因的功能與應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白50(TIM50)在治療心肌肥厚中的功能和應(yīng)用，具體是在制備預(yù)防、緩解和/或治療心肌肥厚藥物中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]心肌肥厚(hypertrophic card1myopathy，HCM)是心肌對長期生物力學(xué)壓力或容積負(fù)荷增加的代償性反應(yīng)，常見于高血壓、主動脈瓣狹窄等心血管疾病，其主要表現(xiàn)為心肌細(xì)胞體積增大、蛋白合成增多、細(xì)胞外基質(zhì)增多等特征[1-3]。高血壓、老年退行性主動脈瓣疾病在我國呈逐年上升趨勢。由高血壓等疾病所致的心肌肥厚、高血壓心臟病發(fā)病率也隨之增加。盡管心肌肥厚最初可以使心肌細(xì)胞增大，心肌收縮力加強(qiáng)，是一種維持正常心輸出量的代償機(jī)制，但長期持續(xù)性的壓力或容積負(fù)荷過重則會引起心肌重構(gòu)，同時由于心肌需氧量增大，而冠狀動脈血供相對不足，引起心肌缺血、心肌細(xì)胞凋亡，進(jìn)而導(dǎo)致失代償，從而引起心力衰竭、惡性心律失常、甚至猝死等[4，5]。研究表明隨著心臟左室肥厚的發(fā)生發(fā)展，心肌缺血、室性心律失常、心力衰竭、猝死等心血管事件的發(fā)生率增加了 6?10倍[6]。
[0003]目前認(rèn)為心肌肥厚是一種多種因素參與調(diào)節(jié)的復(fù)雜的動態(tài)過程。研究發(fā)現(xiàn)長期的生物力學(xué)壓力和/或容積負(fù)荷過度，使心室壁應(yīng)力增加，導(dǎo)致心肌肥厚。此外，血管緊張素II (Ang II)、內(nèi)皮素(ET)、兒茶酚胺、轉(zhuǎn)化生長因子_β (TGF-β)等各種胞外刺激信號可誘導(dǎo)核內(nèi)基因表達(dá)的改變，從而導(dǎo)致心肌細(xì)胞肥大[7-11]。從分子水平上看心肌肥厚的病變過程分三個環(huán)節(jié):胞外肥厚刺激信號的出現(xiàn)、胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及核內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄活化，最終誘發(fā)細(xì)胞發(fā)生肥大表型變化。目前研究已經(jīng)顯示多種信號通路參與心肌肥厚的過程。其中，鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶calcineurin/NFAT、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)與PI3K/Akt/GSK3 β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路以及由這三條通路所調(diào)節(jié)的下游轉(zhuǎn)錄因子MCIP1.4、NF- K B、AP-1、MEF2、mTOR等在心肌肥厚的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用[1，2，12-17]。鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶(calcineurin)是一種受鈣離子及鈣調(diào)素調(diào)節(jié)的多功能信號酶，可通過使活化T細(xì)胞核因子(nuclear factorof activated T cells，NFAT)轉(zhuǎn)位入核，調(diào)節(jié)核內(nèi)肥大基因(ANP、BNP)的表達(dá)[18，19]。MAPK包括三個亞家族[20]:ERKs, JNKs和p38_MAPK。磷酸化的MAPKs激活促進(jìn)與心肌肥厚有關(guān)的下游轉(zhuǎn)錄因子NF- K B，AP-1, MEF2, NFAT等的轉(zhuǎn)錄活性，而調(diào)節(jié)細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄和蛋白合成，引起心肌細(xì)胞肥大，導(dǎo)致心肌肥厚[20]。PI3K/Akt/GSK3f3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是心肌細(xì)胞肥大發(fā)生發(fā)展中另一條重要的信號通路。研究發(fā)現(xiàn)壓力負(fù)荷引起的機(jī)械刺激可激活PI3K/Akt/GSK3i3信號通路。磷酸脂酰肌醇_3激酶(PI3K)活化后激活下游重要靶點(diǎn)AKT, AKT通過3個下游底物:雷帕霉素靶體蛋白(mTOR)和糖原合成激酶(GSK3 β )的激活以及FoxO的失活而增加蛋白合成，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子易位，調(diào)節(jié)肥大基因，從而引起心肌細(xì)胞肥大。到目前為止，眾多的研究說明了 HCM發(fā)病復(fù)雜，但其機(jī)制仍不十分明確，且臨床也沒因此而有特殊有效的治療藥物及方案。因此，進(jìn)一步研究心肌肥厚的發(fā)生發(fā)展機(jī)制，對改善HCM患者心臟功能和降低或延緩心衰的發(fā)病、降低猝死率具有重要的意義。
[0004]Mitochondrial import inner membrane translocase subunit 50(TIM50)，是線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體TIM23中的一個亞基，可能介導(dǎo)蛋白質(zhì)由TOM向TIM23的轉(zhuǎn)運(yùn)。2004年Yin G等首次發(fā)現(xiàn)并克隆了人類TIM50蛋白，其基因定位于19號染色體長臂，編碼含有353個氨基酸的蛋白質(zhì)，其氨基酸序列與小鼠TIM50相似性達(dá)96%。TIM50 N端66-88位氨基酸是跨膜結(jié)構(gòu)域，C端146-274位氨基酸是含有磷酸酶活性的結(jié)構(gòu)域[21h TIM50蛋白在成人各主要臟器中均有表達(dá)，其中在腦、腎臟、肝臟中表達(dá)水平較高。其細(xì)胞內(nèi)定位主要在線粒體內(nèi)膜上。目前關(guān)于TIM50的相關(guān)研究主要集中在其與凋亡及線粒體膜完整性及通透性的關(guān)系上，2004年Yin G等發(fā)現(xiàn)TIM50的表達(dá)降低可在細(xì)胞水平促進(jìn)細(xì)胞色素C進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，從而誘導(dǎo)凋亡的發(fā)生。在斑馬魚體內(nèi)抑制TIM50的表達(dá)則會導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育障礙及肌纖維短縮、排列紊亂[21]，而其機(jī)制可能通過影響線粒體膜通透性，導(dǎo)致線粒體內(nèi)蛋白質(zhì)成分改變從而影響線粒體功能，最終導(dǎo)致一系列不良后果。2012年Melanie R.Duncan等發(fā)現(xiàn)TIM50可通過其磷酸酶活性抑制線粒體上電壓依賴型陰離子通道的活性[22]，但并未明確闡述其與線粒體或細(xì)胞功能的關(guān)系。
[0005]參考文獻(xiàn):
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