XPO1基因治疗可减轻慢性诱发的心肌梗死

摘要

XPO1的转录组学特征在缺血性心肌病患者中高度表达，并且与左心室功能呈负相关。我们假设在心肌梗死大鼠模型中，用AAV9-shXPO1进行治疗可减轻左心室功能障碍和重塑。我们在接受AAV9-shXPO1（n=5）或安慰剂AAV9-scramble（n=5）治疗的Sprague-Dawley大鼠（n=10）中通过冠状动脉结扎诱发了心肌梗塞。在整个研究过程中进行了连续超声心动图评估。心肌梗塞后，AAV9-shXPO1处理的大鼠显示出部分恢复性左心室缩短（16.8±2.8vs24.6±4.1％，P0.05）和维持的左心室尺寸（6.17±0.95vs4.70±0.93mm，P0.05），这在未治疗的大鼠中未观察到。此外，观察到心脏组织中的EXP-1水平较低（P0.05），胶原纤维和纤维化水平较低。但是，在AAV9-shXPO1大鼠心肌的IL-6或TNFR1血浆水平中未发现差异。给予AAV9-shXPO1可减轻心肌梗塞后大鼠的心脏功能障碍和重塑，从而使XPO1的基因沉默。

Abstract

ThetranscriptomicsignatureofXPO1washighlyexpressedandinverselyrelatedtoleftventricularfunctioninischemiccardiomyopathypatients.WehypothesizedthattreatmentwithAAV9-shXPO1attenuatesleftventriculardysfunctionandremodelinginamyocardialinfarctionratmodel.WeinducedmyocardialinfarctionbycoronaryligationinSprague-Dawleyrats(n?=?10),whichreceivedAAV9-shXPO1(n?=?5)orplaceboAAV9-scramble(n?=?5)treatment.Theserialechocardiographicassessmentwasperformedthroughoutthestudy.Aftermyocardialinfarction,AAV9-shXPO1-treatedratsshowedpartialrecoveryofleftventricularfractionalshortening(16.8?±?2.8vs24.6?±?4.1%,P??0.05)andamaintainedleftventriculardimension(6.17?±?0.95vs4.70?±?0.93mm,P??0.05),whichwasnotobservedinnon-treatedrats.Furthermore,lowerlevelsofEXP-1(P??0.05)andlowercollagenfibersandfibrosisincardiactissuewereobserved.However,nodifferenceswerefoundintheIL-6orTNFR1plasmalevelsofthemyocardiumofAAV9-shXPO1rats.AAV9-shXPO1administrationattenuatescardiacdysfunctionandremodelinginratsaftermyocardialinfarction,producingthegenesilencingofXPO1.

前言

冠心病发病率高，是循环系统所有疾病的主要死亡原因。心肌梗塞后，发生不良的心室重构，从而增加心力衰竭和死亡率的可能性，并影响许多细胞和分子途径，例如核细胞质运输分子机制中各种改变的存在，这些改变精确地调节了双向选择性蛋白在细胞核和细胞质之间流动。先前的研究表明，参与核细胞质运输的几种分子（Exportin-1[EXP-1]，IMP-β3，Nup）与人类缺血性心肌病的左心室（LV）功能降低密切相关。已发现这些改变的转录组学特征，并已确定基因表达的变化，特别是编码EXP-1的XPO1，与缺血性心肌病患者的LV功能障碍高度相关。短发夹RNA（shRNA）可用于沉默特定基因，并且是与基因功能丧失和表征有关的研究中的强大工具。可以通过静脉内注射简单地引入对心脏和向下至其他器官具有高度亲和力的高度心脏促性腺相关病毒载体（AAV）。尤其是，AAV9在RNA干扰和基因治疗的心血管疾病实验模型中作为心脏治疗的有价值的工具具有巨大的潜力。我们假设操纵基因去调控在心肌梗塞中具有治疗价值。我们旨在调查XPO1和心室功能之间的高度显着关系是否是因果关系的组成部分。因此，我们建立了啮齿动物心肌梗死实验模型，以显示AAV9-shXPO1沉默剂是否诱导心肌功能恢复。结果

图1研究方案时间表

在实验程序之前，对大鼠的基线功能超声心动图参数进行了评估（阶段0）。手术后（I期）在假手术和LAD（左前降支）冠状动脉结扎动物中研究功能参数。4个月后，给动物施用沉默XPO1基因的腺相关病毒载体（AAV9-shXPO1）或安慰剂（AAV9-scramble）颗粒。基因治疗2个月（II期）和5个月（III期）后超声心动图评估功能参数的变化。

图2AVV9-shXPO1和AAV9-scramble大鼠的EXP-1蛋白水平

a心脏b骨骼c肝d脑。将值归一化为GAPDH，然后归一化为AAV9-scramble组。AAV9-scramble的值设置为。数据表示为平均值±SEM（任意单位）。Au任意单位。*P0.05

图3通过免疫测定在梗死的AAV9-shXPO1组和AAV9-scrmable组大鼠中确定EXP-1水平

图4在假手术（a）AAV9-scramble（b）和AAV9-shXPO1（c）大鼠心脏中进行Masson的三色染色。

假手术（d），AAV-scramble（e）和AAV9-shXPO1（f）大鼠的×10部分的细节。g所有大鼠组中纤维化区域的百分比。假手术（h）AAV9-scramble（i）和AAV9-shXPO1（j）大鼠的苏木精-伊红染色。***P0.假手术vsAAV9-scramble和AAV9-shXPO1;#P0.05AAV9-scramblevsAAV9-shXPO1

图5在手术和注射前（0期），注射前（I期），载体注射后2个月（II期）和5个月（III期）测量的梗死AAV9-shXPO1和AAV9-scramble大鼠的超声心动图参数

a缩短分数b左室收缩末期直径c左心室舒张末期直径###P0.AAV9-scramble中的第0阶段VS第1、2和3阶段;***P0.AAV9-shXPO1中的第0阶段VS第1和2阶段;*P0.05和**P0.01AAV9-shXPO1中的第3阶段VS第1和2阶段

总结

总之，AAV9-shXPO1的使用可减轻大鼠心肌梗塞后的心脏功能障碍，从而使XPO1的基因沉默。这项研究提供了一种基于基因疗法的新疗法，以恢复缺血性心肌病患者的心室功能。

　　　　　　　　　　　　　　　　







































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