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目的:APJ是与血管紧张素受体有同源性的G蛋白偶联受体,Apelin是其内源性配体。研究发现Apelin/APJ系统参与心力衰竭、高血压等心血管疾病。本实验室前期研究发现Apelin-13通过铁自噬-SFXN1依赖性线粒体铁超载途径促心肌细胞肥大。线粒体自噬（Mitophagy）作为特异性清除损伤线粒体的选择性自噬过程,同时参与诱导线粒体铁代谢紊乱和ROS的产生。本课题拟研究Apelin-13对线粒体自噬以及的BNIP3依赖性线粒体自噬途径对Apelin-13诱导的铁源性ROS影响,并在前期研究基础上探讨SUMO1修饰Drp1促BNIP3依赖性线粒体铁源性ROS途径是否参与Apelin-13诱导心肌细胞肥大,揭示Apelin-13/APJ系统诱导心肌肥厚的新分子机理,为进一步阐明APJ受体能否成为抗心肌肥厚疾病的新靶标提供理论依据。方法:1、Western Blot:检测大鼠H9c2心肌细胞Beclin 1,LC3II/I,BNIP3,Drp1,SUMO1,BNP的表达;2、RNA干扰:设计RNA干扰链分别干扰H9c2心肌细胞中SUMO1,Drp1,BNIP3的表达;3、Mito-SOX荧光探针检测H9c2大鼠心肌细胞中线粒体ROS的含量变化;4、RPA线粒体铁荧光探针观察H9c2心肌细胞中线粒体螯合铁的含量;5、免疫荧光观察SUMO1和Drp1共定位;BNIP3和LC3B共定位;BNIP3和线粒体共定位;6、透射电镜观察线粒体自噬的发生;7、ScepterTM细胞计数仪测量H9c2大鼠心肌细胞的直径和体积;8、BCA细胞定量试剂盒测定H9c2大鼠心肌细胞中的蛋白含量;9、免疫组化观察人尸检心肌肥厚心脏组织、双肾双夹大鼠肾血管性高血压模型大鼠心脏组织以及外源性注射Apelin-13的C57BL/6J小鼠心脏组织中BNP,SUMO1,Drp1,BNIP3蛋白的表达;结果:1、Apelin-13以剂量和时间依赖性促进H9c2大鼠心肌细胞中线粒体自噬标志蛋白BNIP3的表达;APJ拮抗剂F13A拮抗Apelin-13对BNIP3的作用;2、透射电子显微镜下发现Apelin-13诱导H9c2大鼠心肌细胞中线粒体自噬的发生;3、Apelin-13以剂量及时间依赖性促进H9c2大鼠细胞中线粒体分裂蛋白Drp1的表达;APJ拮抗剂F13A逆转Apelin-13对Drp1的作用;4、Drp1特异性抑制剂Mdivi-1显著降低Apelin-13诱导的线粒体分裂蛋白Drp1、线粒体自噬标志蛋白BNIP3和自噬标志蛋白Beclin 1、LC3II/I的表达;5、Drp1特异性抑制剂Mdivi-1显著抑制Apelin-13诱导的线粒体自噬标志蛋白BNIP3和自噬标志蛋白LC3II的共定位;Drp1特异性抑制剂Mdivi-1显著抑制Apelin-13诱导的线粒体自噬标志蛋白BNIP3和线粒体的共定位;6、Drp1-siRNA显著抑制Apelin-13诱导的线粒体自噬标志蛋白BNIP3和自噬标志蛋白Beclin 1、LC3II/I的表达;7、Drp1-siRNA显著抑制Apelin-13诱导的线粒体自噬标志蛋白BNIP3和自噬标志蛋白LC3II/I的共定位;Drp1-siRNA显著抑制Apelin-13诱导的线粒体自噬标志蛋白BNIP3和线粒体的共定位;Drp1-siRNA显著抑制Apelin-13促进的线粒体铁及线粒体ROS的生成增加;8、Apelin-13以剂量与时间依赖性促进H9c2大鼠细胞中类泛素化蛋白SUMO1的表达;APJ拮抗剂F13A逆转Apelin-13对SUMO1的促进作用;9、Apelin-13促进SUMO1与Drp1的共定位;10、SUMO1-siRNA显著抑制Apelin-13诱导的线粒体分裂蛋白Drp1、线粒体自噬标志蛋白BNIP3和自噬标志蛋白Beclin 1、LC3II/I的表达;11、SUMO1-siRNA显著抑制Apelin-13诱导的线粒体自噬标志蛋白BNIP3和自噬标志蛋白LC3II的共定位;SUMO1-siRNA显著抑制Apelin-13诱导的线粒体自噬标志蛋白BNIP3和线粒体的共定位;SUMO1-siRNA显著抑制Apelin-13促进的线粒体铁及线粒体ROS的生成增加;12、BNIP3-siRNA抑制Apelin-13诱导的线粒体铁及线粒体ROS的生成增加;13、线粒体靶向抗氧化剂Mito-TEMPO显著抑制Apelin-13诱导的类泛素化蛋白SUMO1、线粒体分裂蛋白Drp1、线粒体自噬标志蛋白BNIP3和自噬标志蛋白Beclin 1、LC3II/I的表达;14、线粒体靶向抗氧化剂Mito-TEMPO显著抑制Apelin-13诱导的SUMO1与Drp1,线粒体自噬标志蛋白BNIP3和自噬标志蛋白LC3II的共定位;线粒体靶向抗氧化剂Mito-TEMPO显著抑制Apelin-13诱导的线粒体自噬标志蛋白BNIP3和线粒体的共定位;15、SUMO1-siRNA显著抑制Apelin-13促进的H9c2大鼠心肌细胞直径、体积、蛋白含量增加以及BNP表达;Drp1特异性抑制剂Mdivi-1显著抑制Apelin-13诱导的H9c2心肌细胞直径、体积、蛋白含量增加以及心肌肥大因子BNP表达;Drp-siRNA显著抑制Apelin-13促进的H9c2大鼠心肌细胞直径、体积、蛋白含量增加以及BNP表达;16、BNIP3-siRNA显著抑制Apelin-13促进的H9c2心肌细胞直径、体积、蛋白含量增加以及BNP表达;线粒体靶向铁螯合剂DXZ显著抑制Apelin-13诱导的H9c2心肌细胞直径、体积、蛋白含量增加以及BNP表达;线粒体靶向抗氧化剂Mito-TEMPO显著抑制Apelin-13诱导的H9c2心肌细胞直径、体积、蛋白含量增加以及BNP表达;17、人尸检心肌肥厚心脏标本、双肾双夹肾血管性高血压模型大鼠心脏组织以及外源性注射Apelin-13的C57BL/6J小鼠心脏标本中BNP、SUMO1、Drp1、BNIP3表达明显增加;结论:SUMO1修饰Drp1促BNIP3依赖性铁源性ROS介导Apelin-13诱导心肌细胞肥大