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目的研究出生后Rbm24在维持心脏结构和功能中的调控机制,探究Rbm24缺失与扩张型心肌病发生的关系以及潜在的发病机制。此外,深入分析Rbm24蛋白的磷酸化修饰机制以及Rbm24蛋白稳定性与心脏肌节组装的关系。为RNA结合蛋白调控的RNA剪接与扩张型心肌病发病机制提供更加全面的认知,通过改变Stk38/Rbm24蛋白活性揭示潜在的心肌病的发生机制提供了研究的新思路和途径。方法首先运用Cre-loxP系统构建Flper小鼠并与心脏特异表达的MHC-cre小鼠交配,得到Rbm24心脏特异敲除的小鼠。分别在RNA水平和蛋白水平上分析KO小鼠、杂合子小鼠心脏中Rbm24的敲除效率,进而确定后续实验研究的对象和时间点。此外,在组织学水平利用HE染色、Masson染色等技术分析KO小鼠心脏的结构变化,并且结合qPCR分析扩心病Marker以及心脏超声综合判断心脏疾病类型。利用RNA测序深入分析Rbm24缺失导致的选择性剪接的变化,并进行聚类分析。选择已报道的心肌病相关基因以及肌节相关基因进行RT-PCR具体验证分析。分别在细胞系HL-1以及原代心肌细胞中敲低Stk38表达,RT-PCR分析肌节相关基因的可变剪接,Western blot以及免疫荧光染色检测肌节的紊乱情况。此外,在沉默了 Stk38表达的心肌细胞系过表达Rbm24分析肌节组装的恢复。进行体外激酶实验分析Rbm24的磷酸化水平。同时,分别运用Stk38激酶活性的抑制剂BAPTA-AM或激活剂OA并结合免疫沉淀技术分析Rbm24的磷酸化水平以及Rbm24蛋白的稳定性。结果Rbm24的心脏条件性敲除小鼠在出生后第5天Rbm24已经完全敲除,而且两个月内全部死亡。检测相关疾病特异性marker,HE和Masson染色以及心脏功能检测证实,敲除Rbm24导致小鼠出生后发生扩张型心肌病,最终引起小鼠死亡。Rbm24缺失后引起一系列基因的选择性剪接,Rbm24主要调控的选择性剪接类型是Skipped exon(SE)。Rbm24作为选择性剪接的抑制因子调控心脏中特定基因的可变剪接,对被调控的基因进行生物学功能分析发现这些基因主要参与心肌细胞的骨架形成、肌节的组装、心肌的节律性收缩等方面。Rbm24缺失导致相关基因如Titin等肌节相关基因发生异常剪接,引起心肌细胞的肌节排列发生紊乱,肌节结构改变,心脏功能异常。心肌细胞中,Stk38的表达下降导致Rbm24蛋白的稳定性下降。体外激酶等实验证实Rbm24是一种磷酸化蛋白,其磷酸化水平受Stk38直接调节。使用Stk38激酶抑制剂或激活剂进一步研究阐明Rbm24蛋白稳定性以激酶活性依赖性方式进行调节。在心肌细胞中,Stk38的表达下降或激酶活性降低可引起肌节相关蛋白的减少,肌节组装的紊乱。结论心脏中特异敲除Rbm24导致小鼠发生扩张型心肌病死亡。Rbm24缺失引起一系列心肌相关基因发生异常可变剪接进而导致扩心病的发生。此外,在心肌细胞中Stk38通过磷酸化Rbm24增强其蛋白的稳定性进而调控心肌肌节的组装。这一发现将进一步加深我们对心脏肌节组装在生理和病理情况下的调节机制的理解,并通过调节Stk38/Rbm24蛋白活性的调控机制揭示了一种潜在的心肌病发生的新途径。