Sci Signal: GRK5 N末尾多肽可缓解超负荷心肌瘦小和心力弱竭

2021年4月2日讯/100医药网BIOON/---基因表白的异常变动是招致超负荷心力弱竭，从而招致顺应不良的心脏瘦小，心室重构和膨胀功效阻碍的根底。此前研讨标明，G卵白Gq发生的细胞内旌旗灯号会触发顺应不良和心力弱竭，此中部门是通过激活G卵白偶联受体激酶5（GRK5）惹起的。瘦小性刺激诱导心肌细胞核中GRK5的积聚，并通过多种转录因子（包含NFAT）调理病感性基因的表白。 此外，研讨标明GRK5的向细胞核转运的才能由与钙调卵白（CaM）联合的氨基末尾（NT）构造域介导发生。

（图片起源：www.sciencemag.org）

在比来一项研讨中，来自Temple年夜学转化医学中间的Walter J. Koch传授等人试图通过在心肌细胞中表白编码包括CaM联合域的GRK5 NT（GRK5nt）的肽段，来预防GRK5介导的压力超负荷顺应不良和心力弱竭症状。成果标明，在培育的心肌细胞中，GRK5nt的表白打消了Gq偶联的受体介导的瘦小，以及病理基因表白的削弱和NFAT和NF-κB的转录活性下降。研讨标明，GRK5nt联合并阻止CaM与内源性GRK5缔合，从而避免了压力超负荷后GRK5在细胞核中的积聚。通过构建心脏特同性表白GRKnt的转基因小鼠（TgGRK5nt小鼠），作者发现这类小鼠表示出心肌瘦小症状（包含心室功效阻碍，肺充血和慢性横向被动脉缩窄后的心脏纤维化）的加重。上述成果标明可以将GRK5nt作为避免心力弱竭的GRK5旌旗灯号传导克制剂。

起首，作者构建了心肌细胞特同性GRKnt转基因小鼠——TgGRK5nt，该小鼠的心肌细胞中特同性表白GRK5的2-188N末尾构造域。之后，作者给转基因小鼠以及对照小鼠进行了横向被动脉缩窄手术（TAC）处置，用于模拟心脏顺应不良与心力弱竭症状。成果标明，相比对照小鼠，转基因小鼠表示出显明加重的肌瘦小与顺应不良等症状。心脏膨胀压，左心室压力过载，以及左心室壁增厚等症状也获得显明加重。

（TgGRK5nt转基因小鼠承受TAC处置后表示出较轻的心力弱竭等相关症状）

进一步，作者愿望相识上述表型在组织学程度的反映。为此，作者对心肌组织进行固定切片，而且进行了小麦胚芽凝聚素染色处置。成果显示：家养型小鼠在承受TAC手术后，会呈现心肌细胞横切面添加的征象，而这一征象在转基因小鼠中则获得显明缓解。此外，相比家养型小鼠心肌纤维化的水平，转基因小鼠的上述症状也获得显明加重。总之，以上成果标明GRK5nt在心肌细胞中的表白会加重TAC手术后小鼠心脏纤维化以及心肌瘦小等症状的重大水平。

（TgGRK5nt转基因小鼠承受TAC处置后表示出较轻的心肌瘦小与纤维化）

之后，作者通过体外试验验证GRK5nt对心肌瘦小以及相关基因的调理作用。为此，作者在体外培育的心肌细胞中表白了flag-GRK5nt卵白。成果显示，过表白的GRK5nt在心肌细胞内的散布非常普遍，并且该卵白的过表白可能克制由 -adrenergic介导的心肌瘦小征象（由苯肾上腺素诱导48小时发生），同时可能克制心肌瘦小相关基因ANP的表白程度。

（体外试验标明GRK5nt可能克制心肌细胞瘦小相关基因的表白以及表型的发生）

为了探求GRK5nt调理心肌细胞相关表型的分子机制，作者进行了深化的生化阐发。成果标明，GRK5nt可能与Ca2+-CaM联合， 从而克制NFAT旌旗灯号转导以及GRK5在细胞核内的凑集，该进程终极克制了心肌细胞瘦小基因的表白以及细胞相关表型的造成。

综上，作者通过构建组织特同性GRK5nt转基因小鼠，TAC模子以及一系列的体表里试验，提醒了GRK5nt作为缓解心肌瘦小以及心力弱竭症状药物的后劲。（100医药网 100yiyao.com）

原始出处：Ryan C. Coleman, Akito Eguchi, Melissa Lieu et al., .Science Signaling 30 Mar 2021:Vol. 14, Issue 676, eabb5968 DOI: 10.1126/scisignal.abb5968