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CDD | 北大张宏权 / 于宇 / 祁丽花课题组揭示整合素相互作用蛋白 Kindlin-2 引发肥厚性心肌病的分子机制

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扩张型心肌病(Dilated Cardiomyopathy or DCM),是一种常见的心肌病。主要表现为心腔扩大,心肌肥厚、心脏功能减弱。目前,DCM 的病因及发病机制不明。

整合素以及整合素相互作用蛋白在维持心肌细胞骨架的结构方面具有重要的作用。

心肌特异性去除 β- 整合素(β-Integrin)会诱发扩张型心肌病。小鼠心肌低表达整合素相关激酶 ILK(Integrin Link Kinase)也会导致早发扩张型心肌病甚至自发心衰。

但是,对于整合素引起的肥厚性心肌病的具体机制知之甚少。

2019 年 11 月 26 日,来自北京大学基础医学院的张宏权教授团队在 Cell Death and Disease 杂志上发表题为《Kindlin- 2 suppresses transcription factor GATA4 through interaction with SUV39 H1 to attenuate hypertrophy》的研究论文。

该研究发现整合素相互作用蛋白 Kindlin- 2 通过调控组蛋白 H3K9 甲基化抑制 GATA4 的表达,保护心脏免于异丙肾上腺素 (ISO) 引起的心肌肥大。

此文章的第一作者是北京大学基础医学院祁丽花讲师,通讯作者是北京大学基础医学院张宏权教授和于宇副教授。


图片来源:Cell Death and Disease


Kindlin- 2 是一种整合素相互作用蛋白。广泛表达于体内许多器官。尤其是在心脏和肾脏以及睾丸等器官高表达。

我们前期的研究发现,Kindlin- 2 的表达主要定位于心肌 Z-line,并且与 Z-line 的主要结构蛋白 α-actinin2 相互作用,对维持心脏结构和功能起非常重要作用。

随着研究的不断深入,我们进一步发现 Kindlin- 2 心脏特异性敲除小鼠发生肥厚性心肌病,同时 Kindlin- 2 的敲除加速异丙肾上腺素 (ISO) 引起的病理性肥厚。


图片来源:Cell Death and Disease


GATA4 是调节胚胎心脏发育的关键转录因子。有研究表明,这些调节胚胎发育的关键基因在成年小鼠中的过度激活往往是预示某种疾病的发生。

据报道,GATA4 在肥厚型心肌病中呈高激活状态。同时在原代培养的心肌细胞过表达 GATA4 以及过表达 GATA4 的小鼠中均发现 GATA4 不同程度地诱导心肌细胞的肥大。

在我们的研究中发现,Kindlin- 2 通过抑制 GATA4 的表达从而抑制异丙肾上腺素 (ISO) 引起的病理性肥厚。


图片来源:Cell Death and Disease


进一步我们探讨了 Kindlin- 2 抑制 GATA4 表达的机制。

我们发现组蛋白甲基转移酶 SUV39 H1 的抑制剂可以抑制 Kindlin- 2 在 GATA4 启动子区的富集,提示我们组蛋白 H3K9 甲基化可能参与 Kindlin- 2 对 GATA4 的调节。

接下来我们发现 Kindlin- 2 通过与组蛋白甲基转移酶 SUV39 H1 相互作用,将其招募到 GATA4 的启动子区,导致其 H3K9 的二甲基化和三甲基化富集,进而导致 GATA4 的沉默。

因此,Kindlin- 2 -SUV39 H1 复合物通过抑制 GATA4 在一定程度上可以保护心脏免于异丙肾上腺素 (ISO) 引起的心肌肥大。


图片来源:Cell Death and Disease


总之,本项研究解释了 Kindlin- 2 心脏特异性敲除小鼠诱发肥厚性心肌病的分子机制,阐明了 Kindin- 2 通过组蛋白甲基化抑制转录因子 GATA4 表达的机制,揭示了 Kindlin- 2 在一定程度上可以保护心脏免于心肌肥大。


图片来源:Cell Death and Disease


原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41419 - 019 - 2121 - 0

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