背景和目的:心肌肥厚是心脏在遗传、环境、多种生理及病理因素作用下,为了适应心脏做功增加而出现的心脏质量和体积增加。心肌最初在压力性负荷或内源性刺激条件下发生代偿性心肌肥厚,但持续的肥厚会导致失代偿作用,严重者会引起心衰甚至死亡。病理性心肌肥厚是多种心血管疾病的共同病理过程,如心脏瓣膜病、心肌病、高血压等,是心血管疾病发病的独立危险因素之一。心肌肥厚作为心血管疾病的独立危险因素给人类健康造成了极大的危害。因此探究病理性心肌肥厚的发病机制以及发现治疗心肌肥厚的关键靶点具有重要意义。多肽N-乙酰半乳糖转移酶 4（polypeptide N-acetylgalactosaminyltransferase 4,GALNT4）是一种跨膜蛋白,通过O-GalNAc糖基化参与靶蛋白的翻译后修饰,参与细胞侵袭、增殖、凋亡等重要生命活动。GALNT4通过调控细胞增殖与凋亡参与肝细胞癌、结直肠癌、胃癌、乳腺癌等多种肿瘤性疾病发生与发展。研究认为,心肌肥厚过程中存在明显的细胞增殖与凋亡异常,但是GALNT4在心肌肥厚中的作用与分子机制,国内外尚无报道。因此,本课题通过多种分子生物学技术,研究GALNT4在心肌细胞肥大中的作用,并探讨其分子机制,以期为防止心肌肥厚提供新的靶点。方法:本研究选取新生大鼠心肌细胞（neonatal ratcardiomyocytes,NRCMS）为研究对象。1.GALNT4在心肌细胞肥大中表达水平的变化建立苯肾上腺素（Phenylephrine,PE）诱导的新生大鼠心肌细胞肥大的体外模型,应用免疫印迹实验检测GALNT4在心肌细胞肥大中的蛋白表达水平,并用实时荧光定量PCR检测GALNT4的mRNA表达情况。2..GALNT4对心肌细胞肥大的作用我们构建了具有敲低效应的靶向GALNT4的腺病毒短发夹状RNA（AdshGALNT4）载体,以表达无意义shRNA的载体AdshRNA作为对照组。将构建载体转染新生大鼠原代心肌细胞,通过免疫印迹检测GALNT4的表达水平验证腺病毒干扰效率。并用PE诱导原代心肌细胞肥大,PBS处理作为对照,48h后对心肌细胞骨架α-actinin行免疫荧光染色,观察GALNT4功能缺失对心肌细胞肥大的形态学影响;并用实时荧光定量PCR法检测PE或PBS处理后心肌肥厚标志物的变化。3.GALNT4在心肌细胞肥大中的相关机制将构建的具有基因沉默效应的AdshGALNT4腺病毒载体以及对照组AdshRNA腺病毒载体转染新生大鼠心肌细胞,分别使用PE或PBS刺激诱导,48h后收取细胞并提取总蛋白,免疫印迹检测MAPK信号通路中ASK1、JNK、p38、ERK的总蛋白水平和磷酸化水平,以及凋亡相关蛋白C-caspase3和Bax的蛋白表达水平。结果:1.GALNT4在心肌细胞肥大中表达水平的变化qPCR分析显示,相比于PBS对照组,PE分别刺激新生大鼠心肌细胞24和48h后,GALNT4的mRNA水平均上调。与qPCR的结果一致,WB检测还显示PE诱导NRCMs后GALNT4的蛋白表达水平也显著增加。2.GALNT4对心肌细胞肥大的作用相比于AdshRNA 对照转染组,AdshGALNT4转染使GALNT4蛋白表达水平显著降低。与PBS刺激组相比,PE刺激导致AdshRNA转染组心肌细胞表面积增大,心肌肥厚标志物ANP和BNP的mRNA水平升高。而转染AdshGALNT4降低原代心肌细胞中GALNT4的表达水平后进一步加剧了 PE诱导的心肌细胞肥大和心肌肥厚标志物mRNA水平的升高。3.GALNT4在心肌细胞肥大中的相关机制AdshGALNT4明显促进了 PE处理的心肌细胞中ASK1,JNK和p38的磷酸化。然而ERK的激活并未因GALNT4的敲低而改变。同时GALNT4的敲低增加了体内Bax和C-caspase3的表达。结论:1.GALNT4在心肌细胞肥大中表达上调。2.GALNT4能负性调控心肌细胞肥大。3.GALNT4通过抑制ASK1活化,进而抑制JNK/p38的激活发挥对心肌细胞肥大的负性调控作用。4.GALNT4通过抑制细胞凋亡进而抑制心肌细胞肥大发生发展。