阿托伐他汀通过抑制容量超负荷和循环拉伸诱导的 MURC 对心肌细胞肥大产生影响

心脏肥大是心脏血流动力学超负荷下心肌细胞大小增加的一种适应性机制。血流动力学负荷是心脏功能和基因表达的关键调节因子。响应血流动力学超负荷有两种类型的肥大：压力超负荷介导的向心性肥厚导致左心室容积正常和心室壁厚显著增加；然而，容量超负荷引起的离心性肥厚导致左心室容积增加，但不影响室壁厚度。然而，容量超负荷引起的离心性肥厚的分子调控机制仍不完全清楚。

MURC（一种肌肉受限的卷曲螺旋蛋白），也称为 Cavin-4（caveolae 相关蛋白4），是一种胞质蛋白，是 Cavin 家族的第四个成员。MURC被发现在血管平滑肌细胞、骨骼肌细胞和心肌细胞中表达。一项研究表明，压力超负荷可诱导心肌细胞中的 MURC 信使 RNA（mRNA）的表达。

没有确凿的证据表明由主动脉腔（AV）分流引起的容量超负荷如何影响心肌肥大时的 MURC。因此，台湾新光医院医学教育与研究系以及心脏科、天主教辅仁大学医学院的课题组旨在阐明 AV 分流术是否可以调节心肌 MURC 表达以及在拉伸状态下介导心肌细胞 MURC 表达的分子调节机制。阿托伐他汀以前被证明可以防止肥大，因此还研究了阿托伐他汀在 AV 分流和循环拉伸条件下治疗心肌细胞肥大中的作用。

首先，实验使用 AV 分流来阐明心肌 MURC 表达在容量超负荷后是否升高，结果表明，AV分流增加心肌MURC蛋白和mRNA表达。然而，阿托伐他汀抑制 AV 分流诱导的心肌 MURC 蛋白表达和肥大。

接下来，循环拉伸显著增加了 MURC 蛋白表达水平（图1 A、B ）。10% 伸长率下的 MURC 蛋白表达与没有拉伸的对照组相似。实时 PCR 的结果表明 MURC mRNA 在 20% 的拉伸持续 8 小时后显著增加。这证明了增强心肌细胞 MURC 蛋白和 mRNA 的表达。

图1 体外拉伸和 MAPK 抑制剂治疗对心肌细胞 MURC 蛋白表达的影响。

（A）在不同时间段内循环拉伸 10% 或 20% 的心肌细胞中 MURC 的代表性蛋白质印迹。（B）MURC蛋白水平的定量分析。（C）在缺乏或存在 MAPK 抑制剂、小干扰 RNA 和对照（二甲基亚砜 0.1%）的情况下，心肌细胞中 MURC 蛋白水平的代表性蛋白质印迹。（D）MURC 蛋白水平的定量分析。

在体外拉伸前30分钟添加PD98059（50 μmol L^-1，MEK通路抑制剂）显著抑制循环拉伸诱导的MURC蛋白表达（图1 C）。然而，用SP600125（20 μmol L^-1，JNK 抑制剂）或SB203580（3 μmol L^-1，MAPK抑制剂）处理不影响MURC蛋白表达。此外，当我们测试抑制 ERK MAPK 通路对 MURC 表达的具体影响时，拉伸前用 ERK siRNA 处理显著阻断了拉伸诱导的 MURC 蛋白表达。单独的乱序 siRNA 和二甲亚砜作为对照对循环拉伸诱导的 MURC 表达没有影响。用阿托伐他汀（10 μmol L^-1）显著抑制拉伸诱导的 MURC 蛋白表达。这些发现表明，循环拉伸通过 ERK 通路诱导心肌细胞 MURC 蛋白。

拉伸 4 小时后显著增强了 SRF （血清应答因子）在心肌细胞中的 DNA 蛋白结合活性（图2 A）。拉伸前用 PD98059 和血管紧张素Ang II 抗体（5 µg/mL）处理30 分钟或 ERK siRNA 处理24小时显著抑制拉伸诱导的 DNA-蛋白质结合活性。这意味着拉伸通过心肌细胞中的 Ang II 和 ERK 增加 SRF 结合活性。

为了研究循环拉伸诱导的 MURC 表达是否在转录水平上受到调节，实验使用荧光素酶报告基因测定来确定 MURC 在拉伸条件下在心肌细胞中的遗传转录活性。结果表明，循环拉伸显著增加了MURC的启动子活性，但MURC突变体没有相同的效果。此外，阿托伐他汀处理抑制了拉伸诱导的启动子活性。这表明，心肌细胞中拉伸诱导的 MURC 表达发生在转录水平。

2个小时的循环拉伸导致心肌细胞的 Ang II 分泌显著增强，并且这种效果在 8 小时后仍然存在（图2 A）。在拉伸前 30 分钟添加 Ang II 抗体或阿托伐他汀可显著逆转拉伸诱导的 Ang II 的表达。这些发现表明，拉伸诱导心肌细胞分泌 Ang II。

接下来确定了 Ang II 对心肌细胞 MURC 表达的直接影响。Ang II 对 MURC 蛋白表达的影响是剂量依赖性的。如图2 B、C，添加 Ang II 抗体或 PD98059 逆转了外源添加Ang II 诱导的 MURC 蛋白表达。此外，在拉伸前 30 分钟添加 Ang II 单克隆抗体显著降低了拉伸诱导的 MURC 的表达。这些结果表明，循环拉伸增加心肌细胞的 MURC 表达是由 Ang II 介导的。

图2 大鼠 Ang II 对心肌细胞 MURC 的影响。

（A）在不同时间段拉伸的心肌细胞中释放大鼠 Ang-II。（B）在外源给予 Ang II 或在不存在或存在 ERK 抑制剂或 Ang II 抗体的情况下进行拉伸后，心肌细胞中 MURC 的代表性蛋白质印迹。（C）MURC蛋白水平的定量分析。

最后，MURC siRNA 用于确定循环拉伸下 MURC 在在肥大中的作用。在拉伸前 24 小时用 MURC siRNA 处理后，拉伸诱导的 MURC 蛋白增强显著降低。如图3 A所示，在拉伸之前用MURC siRNA预处理抑制了拉伸诱导的肥大标志物β-MHC和BNP的蛋白质表达。拉伸 14-18 小时后蛋白质合成增加，这表明心肌细胞发生了肥厚性变化（图3 C）。此外，添加 ERK 或 MURC siRNA、Ang II 抗体或阿托伐他汀可逆转拉伸诱导的蛋白质合成。这证明了拉伸诱导的心肌细胞肥大是由 MURC 介导的。

图3 MURC对拉伸诱导的心肌细胞肥大的影响。

（A）心肌细胞拉伸14 小时后 β-MHC 和 BNP 的代表性蛋白质印迹，拉伸前添加 siRNA。（B）β-MHC和BNP蛋白水平的定量分析。（C）拉伸 14-18 小时后3H-脯氨酸渗入心肌细胞增加，在拉伸前添加 ERK 或 MURC siRNA、Ang II 抗体和阿托伐他汀。

总之，研究表明机械应力增强了心肌细胞中 MURC 的表达。MURC 表达是循环拉伸通过 Ang II、ERK 和 SRF 通路诱导的。阿托伐他汀治疗可减轻容量超负荷和循环拉伸引起的心脏肥大，阿托伐他汀可以通过抑制容量超负荷和拉伸引起的 MURC 来减轻心肌细胞肥大。

参考文献：Cheng WP, Lo HM, Wang BW, Chua SK, Shyu KG. Effect of atorvastatin on cardiomyocyte hypertrophy through suppressing MURC induced by volume overload and cyclic stretch. J Cell Mol Med. 2019 Feb;23(2):1406-1414. doi: 10.1111/jcmm.14044. Epub 2018 Dec 3. PMID: 30511410; PMCID: PMC6349245.

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30511410/

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