背景自从泛素(Ub)在1970年代初发现,泛素蛋白酶体系统(UPS)已成为细胞生物学的几乎所有方面的一个关键的调节点[1-3]。由5部分构成泛素蛋白酶体系统(UPS)：泛素活化酶(E1)、泛素结合酶(E2)、泛素连接酶(E3)、蛋白酶体和去泛素化酶(DUBs)。 Els、E2s和E3s依次催化完成蛋白的泛素化过程。去泛素化酶(DUBs)介导泛素化蛋白的去泛素化过程。人体中有八个不同类型的E1s、E2s和数以百计的E3s。人类基因组能编码出一百种有活性的去泛素化酶。在维持心脏内稳态和调节心脏功能障碍中,泛素、Els、E2s、E3s和蛋白酶体发挥着重要作用[4]；但是,去泛素化酶在维持心脏内稳态和调节心脏功能障碍中的作用尚未广泛研究。目前有研究表明,在心衰的心脏中,某些去泛素化酶表达水平上调,如A20、肿瘤坏死因子-α诱导蛋白(TNFAIP3)、泛素特异性蛋白酶5 (USP5)、USP20、泛素羧基末端水解酶L1 (UCH-L1) [4-6]。唯一一个已经在心脏中研究过的去泛素化酶是A20。研究表明,A20是心脏重构和功能失调的一个负调性节因子,其作用是通过抑制NF-κB的活化,丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和转化生长因子-β(TGF-p)信号通路[5-7]来实现。在心脏的病理生理过程中,其他的去泛素化酶的影响现在仍然未知。CYLD是去泛素化酶中的一种。最初在家族性遗传疾病家族性圆柱瘤中发现,这种疾病表现为易患皮肤附属器肿瘤。患者的CYLD基因突变[8]。后续研究表明,CYLD调节多个生理过程,包括细胞周期和精子发生和破骨细胞发生的免疫反应,以及在癌症、肺纤维化和炎症性肠病的发病机理中发挥着关键作用[9-11]。在分子水平上,CYLD的信号功能决定于细胞类型和刺激类型[12]。然而,人们普遍认为CYLD主要负调节IκB激酶(IKK)复合物从而抑制NF-κB介导的信号通路,但也能够抑制其他信号通路,如MAPK和TGF-β信号通路。鉴于上述CYLD和A20在信号通路调节上的相似性,可以假设CYLD类似于A20是抑制心脏病理重构和功能障碍的发生,对心脏起保护作用。因此,在原假设的基础上,我们研究的目的是探讨CYLD对心脏的保护作用。但是,我们的后续研究表明,并没有像最初假设的一样,CYLD和A20一样对心脏起保护作。CYLD却扮演了一个引起心脏功能失调的角色。在分子水平上,心脏中CYLD对NF-κB通路调节作用很小,而是通过抑制ERK和p38介导的c-jum、c-myc、c-fos的表达,从而下调Nrf2的表达,使氧化应激增强,导致心脏功能失调。Nrf2是抗氧化应激系统的一个关键的转录因子。因此,CYLD是一个新的在心脏中调节氧化应激的因子,它通过下调Nrf2,进而抑制了Nrf2介导的依赖于NF-κB信号通路的抗氧化作用。上述一系列作用导致了心脏适应不良重构和功能障碍。目的1.我们探讨了去泛素化酶(DUBs) CYLD在维持心脏内稳态和调节心脏功能障碍中的作用。2. CYLD最有可能通过在心脏压力超负荷情况下,提高心肌氧化应激反应来实现。3.在分子水平,CYLD阻断ERK和p38/AP-1和c-Myc通路,从而抑制Nrf2介导的抗氧化能力,进而增强心脏中的氧化应激。从而发现了一类可能治疗心脏疾病的新的治疗靶点。方法1.人体心脏标本。2.构建及鉴定CYLD敲除小鼠。3.建立主动脉弓缩窄(TAC)疾病模型。4.超声检测主动脉弓缩窄(TAC)引起的后负荷增加心脏疾病小鼠的心功能情况。5.检测主动脉弓缩窄(TAC)疾病小鼠的病理学特征。6.组织免疫学检测心肌细胞肥大、纤维化、凋亡、CYLD表达。7.实时定量PCR (Q-PCR)检测基因表达。8.深度测序(SEQ)分析。9.Western Blot检测蛋白表达。10.新生大鼠原代心肌细胞培养。11.制备CYLD敲除腺病毒以及CYLD、Nrf2小干扰RNA。12.细胞内活性氧(ROS)测量。13.[3H]亮氨酸摄取。14.脂肪超载。15.LDH细胞活性测定。16.应用SPSS统计软件进行单因素方差分析,P<0.05有统计学差异。结果1.在心衰的人和啮齿动物的心脏中CYLD表达上调。2. CYLD-/-小鼠能改善病理性的压力超负荷后引起的心肌氧化应激,心脏的不良重塑,心力衰竭。3. CYLD-/-小鼠病理性的压力超负荷的心脏中,c-fos、c-jun、c-myc和Nrf2表达上调。4.沉默CYLD上调Nrf2的表达,是通过激活心肌细胞中ERK、p38/AP1和c-Myc途径。5.沉默CYLD抑制氧化应激,是通过上调心肌细胞中的Nrf2。结论1.以上结果表明,CYLD导致适应不良的心脏重构和功能障碍。通过,增加心肌氧化应激反应来实现。2.在分子水平上,CYLD阻断ERK和p38/AP-1和c-Myc通路,从而抑制Nrf2介导的抗氧化能力,进而增强心脏中的氧化应激。从而发现了一类可能治疗心脏疾病的新的治疗靶点。