背景：心肌肥厚是临床上许多心血管疾病包括高血压、心肌梗塞、心律失常等共有的病理过程,它是心肌长期负荷过度引起的一种适应性病理改变。以心肌细胞体积增大和细胞外基质增多为特征。尽管心肌肥厚最初是一种代偿机制,但长期持续性的心肌肥厚能够引起扩张性心肌病、心力衰竭甚至猝死。研究发现,随着左室肥厚的发生发展,猝死、心律失常、心肌缺血、心衰等心血管事件的发生率增加6-10倍。心肌肥厚已经成为心血管疾病患病率和死亡率增加的独立危险因素。因此,阐明心肌肥厚的分子机制并发现治疗病理性心肌肥厚的有效靶点非常有必要。目前认为心肌肥厚是一种复杂的多种因素参与调节的动态过程,是心脏对长期负荷过重的一种慢性代偿机制。在细胞水平上主要表现心肌细胞肥大、间质细胞增殖、纤维组织增生并产生大量的胶原和纤维素,从而使心脏顺应性和循环功能降低。临床上表现为心肌重量、心室容量的增加和心室形状的改变。最近的研究表明,除了心肌细胞的肥大和间质纤维化的增加,炎症和血管新生在心肌肥厚的发生发展中也发挥着重要的作用。引起心肌细胞肥大的因素很多,其作用机制也不同。研究发现长期的压力和/或容积负荷过度,可使心室壁应力增加,导致心肌细胞肥大。机械性刺激可通过促进蛋白质合成增加或/和促使蛋白质降解减少而导致心肌细胞肥大。神经体液因素如血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、内皮素(ET)、儿茶酚胺、胰岛素样因子-1(IGF-1)、转化生长因子-p(TGF-β)、白介素-1p(IL-1β)等,他们作为胞外刺激信号诱导核内基因表达的改变,亦可促进细胞的肥大或增殖。Lmcdl (LIM and cysteine-rich domains 1)最初是在表达序列标签数据库(dbEST)筛选得到的LIM结构域蛋白家族的编码基因。Lmcd1蛋白的氨基末端是新发现的半胱氨酸富集区域,在羧基末端是常规的2个LIM结构域。Northern blot分析表明,Lmcd1高度表达于心肌和骨骼肌组织。LIM结构域蛋白可以通过与它相关的结构蛋白、激酶和转录调节剂来调节细胞的生长,分化和重塑。Rath等报道,LIM结构域蛋白可以作为GATA的共同活化因子,在肝脏和心脏组织中发挥作用。而Lmcd1在心肌肥厚中的作用,目前国内外尚未见报道。因此,本课题主要观察Lmcd1在心肌肥厚中的表达变化,探讨Lmcd1对心肌肥厚发生发展的作用,并进一步阐明其分子机制。方法：实验一：以体重24-26g、8周龄的雄性C57BL/6品系野生型小鼠为实验对象,分假手术组和主动脉缩窄模型术后1周、4周和8周组,胸主动脉缩窄法建立压力负荷诱导的小鼠心肌肥厚模型。Western Blot检测各组小鼠心肌组织中Lmcdl的蛋白表达水平。实验二：动物实验以体重24-26g、8周龄的雄性C57BL/6品系野生型小鼠和Lmcd1心脏特异性的转基因小鼠为实验对象,分假手术组和主动脉缩窄模型组,胸主动脉缩窄法建立压力负荷诱导的小鼠心肌肥厚模型。超声和血流动力学评价小鼠的心功能,HE和WGA染色观察心肌细胞横切面积,Real-Time PCR和Western Blot检测心肌肥厚标志物和心肌纤维化标志物的mRNA和蛋白表达水平。细胞实验,以重组腺病毒载体Ad-Lmcd1和Ad-shLmcd1感染心肌细胞,以Ad-GFP、Ad-shRNA作为对照,给予1μM血管紧张素Ⅱ刺激0、6、12、24、48小时后,采用[3H]-亮氨酸掺入法评价各组心肌细胞的肥大情况,Western blot检测各组心肌细胞中ANP、BNP的表达。实验三：动物和细胞实验的模型建立同前。用钙调神经磷酸酶(calcineurin, CaN)抑制剂环孢霉素A作干预,以体重24-26g、8周龄的雄性Lmcd1心脏特异性的转基因小鼠为实验对象,分假手术组和主动脉缩窄模型组,超声和血流动力评估各组小鼠心功能,Real-Time PCR检测心肌肥厚标志物和心肌纤维化标志物的mRNA表达水平；Western Blot进一步检测各组心肌组织和心肌细胞中钙调神经磷酸酶下游通路NFAT和MCIP的表达水平。结果：Western blot检测结果表明,在主动脉缩窄所诱导的心肌肥厚模型组中,术后4周Lmcd1的蛋白表达水平比假手术组有明显升高(P<0.01),术后8周Lmcd1的蛋白表达水平比假手术组升高更显著(P<0.01)。主动脉缩窄所诱导的心肌肥厚模型组中,Lmcd1心脏特异性转基因小鼠的HW/BW、LW/BW以及心肌细胞面积明显高于野生型小鼠(P<0.01)；超声结果表明Lmcd1转基因小鼠的FS较野生型小鼠更低,LVEDD、IVSD、LVPWD较野生型小鼠更高(P<0.01)；且Lmcd1转基因小鼠心肌组织中的ANP、BNP、β-MHC和TGFβ1、Colla1、Co13a1、CTGF的mRNA和蛋白表达水平较野生型小鼠升高更明显(P<0.01)。腺病毒Ad-Lmcdl感染心肌细胞后,心肌细胞的亮氨酸合成明显增多(P<0.01)；心肌细胞中心肌肥大标志物ANP、BNP的蛋白表达水平明显升高。应用钙调神经磷酸酶抑制剂环孢霉素A干预后,小鼠心功能指标LVEDD、LVESD、FS和小鼠的HW/BW较对照组有明显下降；小鼠心肌组织中ANP、BNP、(3-MHC和Col1agenⅠ、CollagenⅣ、CTGF的mRNA表达水平较对照组小鼠明显下降(P<0.01)；且模型组内心脏特异性Lmcd1转基因小鼠心肌组织内NFATc4和MCIP1.4表达显著高于WT小鼠(P<0.01)。Western Blot检测发现,在重组腺病毒载体Ad-Lmcdl感染心肌细胞中,NFATc4和MCIP1.4的表达也明显增高。结论：(1)在小鼠心肌肥厚模型中,Lmcd1的蛋白表达水平显著升高；(2)Lmcd1促进了小鼠心肌肥厚和心肌纤维化的发生发展；(3)Lmcd1通过激活CaN/NFAT信号通路介导小鼠心肌肥厚。